Анна Нетребко родилась в Краснодаре. В 1991 году окончила музыкальное училище при Ленинградской (с 1991-го – Санкт-Петербургской) государственной консерватории имени Н. А. Римского-Корсакова и поступила в консерваторию, в класс профессора Тамары Новиченко.
В 1994-м дебютировала в Мариинском театре, в партии Сюзанны («Свадьба Фигаро»), а в следующем году – на сцене Оперы Сан-Франциско, в партии Людмилы в «Руслане и Людмиле». Летом 1996-го стала участницей летней школы для молодых оперных певцов в Сан-Франциско. В 1998-м была удостоена российской оперной премии Casta Diva как певица года за роль Сюзанны в «Свадьбе Фигаро» Мариинского театра.
В 2002 году дебютировала в Метрополитен-опере, в «Войне и мире» (постановка Андрея Кончаловского, дирижер – Валерий Гергиев), и на Зальцбургском фестивале, в опере «Дон Жуан» (постановка Мартина Кушея, дирижер – Николаус Арнонкур). Шумный успех в Зальцбурге – одно из самых ярких событий в артистической карьере Анны Нетребко. Вскоре последовали эксклюзивный контракт с фирмой звукозаписи Deutsche Grammophon и первый сольный альбом.
Международного признания Анна Нетребко добилась, выступая в лирических партиях в операх Моцарта и в белькантовом репертуаре. В последние годы певица обратилась к более тяжелому репертуару: партиям спинтового и драматического сопрано. Дебют в заглавной партии в опере Верди «Жанна д’Арк» на Зальцбургcком фестивале 2013 года и выход альбома «Верди» на Deutsche Grammophon ознаменовали этот поворот. Сегодня в репертуаре певицы такие партии, как Леонора в «Трубадуре» и в «Силе судьбы», Эльза в «Лоэнгрине», леди Макбет в «Макбете», Татьяна в «Евгении Онегине», Мадлен в «Андре Шенье», заглавные партии в операх «Адриана Лекуврёр», «Манон Леско», «Аида», «Тоска».
Одна из самых востребованных оперных певиц нашего времени, Анна Нетребко выступает на сценах ведущих театров мира. Будучи эксклюзивной артисткой Deutsche Grammophon (с 2003 года), она выпустила множество дисков: сольные альбомы, записи опер, концертный репертуар. В ноябре 2021-го на этом лейбле вышел ее сольный CD Amata dalle tenebre («Любимая тьмой») с ариями из опер Чилеа, Пуччини, Пёрселла, Рихарда Штрауса, Чайковского, Верди и Вагнера, записанными под управлением Риккардо Шайи в Ла Скала.
В числе наград Анны Нетребко – Международная оперная премия (International Opera Awards) за 2017 год в номинации «Лучшая певица», звание «Музыкант года» от журнала Musical America (2008), премия журнала Opera News (2015), немецкая премия «Бэмби» (2006), британская премия Classical BRIT Awards (2008), одиннадцать премий ECHO KLASSIK.
В 2017 году удостоена звания каммерзингера Венской государственной оперы.
Лауреат Государственной премии России (2004). Народная артистка России (2008). Лауреат Российской национальной театральной премии «Золотая маска» (2018; специальная премия «За уникальный творческий дуэт в спектакле Большого театра России “Манон Леско”»), Высшей театральной премии Санкт-Петербурга «Золотой софит» (1999, 2005, 2009), Национальной оперной премии «Онегин» (2021).