Bereits mit sechs Jahren gibt die als Tochter von Katharina Thalbach und Vladimir Weigl in eine Theaterdynastie hineingeborene Anna Thalbach ihr Spielfilmdebüt im deutschen Cannes-Beitrag „Engel aus Eisen“ von Stiefvater Thomas Brasch. Es folgen zahlreiche Film- und TV-Produktionen namhafter Regisseure, u. a. David Cronenbergs „A Dangerous Method“ sowie das TV-Dokudrama „Friedrich - Ein deutscher König“. Im Kino verleiht sie dem „kleinen Gespenst“ Leben, ist in „Der kleine Rabe Socke“ zu hören und im Kinofilm „Sams im Glück“ zu erleben. Im Fernsehen interpretiert sie u. a. eine der Hauptrollen der ARD-Produktionen „Die Kinder meines Bruders“ und „Wir sind die Rosinskis“. Neben weiteren zahlreichen Lesungen und Theaterproduktionen steht sie u. a. für die deutsch-französische Produktion der Entertainment-TV Serie „Germanized“ (Amazon Prime Video), für die ARD-Produktion „Das Mädchen aus dem Bergsee und für den Kinofilm „Vier zauberhafte Schwestern“ vor der Kamera. Für ihre darstellerische Leistung wird sie u. a. mit dem Max Ophüls Preis und dem Deutschen Fernsehpreis ausgezeichnet. Ihre charakteristische Stimme verleiht auf unzähligen Hörbuchproduktionen den Texten Leben, wofür sie 2008 gleich zweimal den Deutschen Hörbuchpreis und den Ohranus-Publikumspreis erhält. Dem Publikum ist sie zudem als Bühnendarstellerin präsent: Bereits 1993 spielt sie ihre erste Theaterrolle in „Ollys Gefängnis“ im Berliner Ensemble, ist später in Klassikern wie „Mutter Courage und ihre Kinder“, „Monsieur Verdoux“ und „Die Möwe“ zu sehen, brilliert am Renaissance Theater in „Der Vater“ und am Deutschen Theater in „Gift“ und im Staatstheater Mannheim schlüpft sie in die Rolle des Puck in Mozarts „Die Zauberflöte“. An der Komödie am Kurfürstendamm begeistert sie in den Katharina Thalbach-Inszenierungen „Der Raub der Sabinerinnen“ und „Die Glasmenagerie“, am Renaissance Theater in „Mord auf Schloss Haversham“.