Родилась в Нью-Йорке, где её родители находились на дипломатической работе.

Отец, Степан Фёдорович Мазепа, родился в селе Костобоброво Семёновского района Черниговской области, работал сотрудником миссии Украинской ССР при ООН.

В 1980 году окончила факультет журналистики МГУ им. М. В. Ломоносова. Во время обучения в МГУ познакомилась и вышла замуж за Александра Политковского, который обучался на том же факультете, но был на 5 лет её старше.

От этого брака Политковские имеют двоих детей, Илью и Веру. Однако, по признанию самого Александра, в 2000 году брак фактически распался, хотя официально они разведены не были. У супругов были полярно противоположные взгляды на профессию. Политковский, будучи репортёром, говорил о деятельности Анны: «Это не журналистика… Это то ли писательство, то ли что-то ещё…».
В 1982—1993 годах работала в газетах «Известия» и «Воздушный транспорт», в творческом объединении «ЭСКАРТ», издательстве «Паритет». До 1994 года являлась обозревателем еженедельника «Мегаполис Экспресс» в период когда издание ещё не успело стать бульварным. В 1994—1999 годах — обозреватель, редактор отдела чрезвычайных происшествий «Общей газеты».

С 1999 года — обозреватель «Новой газеты». Политковская неоднократно выезжала в районы боевых действий. За серию репортажей из Чечни в январе 2000 года Анне Политковской присуждена премия «Золотое перо России». Ей присуждались: премия Союза журналистов РФ «Добрый поступок — доброе сердце», премия Союза журналистов за материалы по борьбе с коррупцией, диплом «Золотой гонг-2000» за серию материалов о Чечне.

Автор документальных книг «Путешествие в ад. Чеченский дневник», «Вторая чеченская», а также Putin’s Russia («Путинская Россия»), опубликованной в Великобритании. Последняя её публикация в «Новой газете» — «Карательный сговор» — была посвящена составу и деятельности чеченских отрядов, воюющих на стороне федеральных сил. В сентябре-начале октября 2006 года Анна Политковская значительно активизировала аналитико-журналистскую деятельность, в свете приближающихся парламентских выборов 2007 года и президентских 2008.
Помимо журналистики, Политковская занималась правозащитной деятельностью, помогала матерям погибших солдат отстаивать свои права в судах, проводила расследования коррупции в Министерстве обороны, командовании Объединённой группировки федеральных войск в Чечне, помогала жертвам Норд-Оста.

Резко и эмоционально критиковала действующую власть:

За что я невзлюбила Путина? Вот за это и невзлюбила. За простоту, которая хуже воровства. За цинизм. За расизм. За бесконечную войну. За ложь. За газ в «Норд-Осте». За трупы невинно убиенных, сопровождающие весь его первый срок. Трупы, которых могло и не быть.

— «Путинская Россия»

27 ноября 2000 года Анна Политковская на вопрос читателя «Новой газеты» о том, почему она ни в одной статье не упомянула о геноциде русских в Чечне, ответила следующее:

Уважаемый Кирилл! В 1991—1994 годах я не имела физической возможности исследовать проблему геноцида русского народа в Чечне. Однако геноцид чеченцев нынешнего периода очевиден. И проводится он силами части военных и самих чеченцев. Я много раз сама для себя пыталась объяснять многие факты, которым была свидетелем, как досадный случай или глупость исполнителя, но всякий раз терпела поражение: по отношению к чеченцам в России все-таки действует система по их истреблению. Ничем другим происходящее просто невозможно объяснить. Увы.

* Февраль 2001 года — Анна Политковская была задержана в посёлке Хоттуни на территории Чечни и выслана за пребывание без аккредитации в зоне проведения антитеррористической операции. Политковская сообщила о похищениях людей, вымогательстве лицами, представлявшимися сотрудниками ФСБ, а также о фильтрационном лагере для чеченцев в расположении 45 полка ВДВ, где по её сведениям практиковались пытки.Военные отвергли эти заявления Имеются сведения, что в феврале 2001 года сотрудники ФСБ обвинили Политковскую в шпионаже в пользу чеченского полевого командира Шамиля Басаева и три дня продержали в яме без пищи и воды.
* Сентябрь 2001 года — Анна Политковская в своей публикации «Люди исчезающие» обвинила сотрудников милиции, прикомандированных к чеченскому МВД, в убийствах мирных жителей. В марте 2005 года один из «героев» публикации был осуждён на 11 лет.
* Февраль 2002 года — Анна Политковская исчезла во время командировки в Чечню и появилась через несколько дней в Назрани, Ингушетия, заявив, что ей пришлось скрываться от ФСБ, которая хотела помешать её расследованию убийств мирных жителей.
* Октябрь 2002 года — участвовала в переговорах с чеченскими террористами, захватившими заложников в театральном центре на Дубровке, носила заложникам воду.
* С 2003 года Анна Политковская обвиняла Рамзана Кадырова и его подчинённых в похищениях людей, вымогательствах и других преступлениях.
* 2 сентября 2004 года — Анна Политковская во время захвата заложников в бесланской школе вылетела в Беслан, надеясь выступить посредником на переговорах, однако в самолёте, выпив чаю, через 10 минут потеряла сознание и была госпитализирована в Ростове-на-Дону в тяжёлом состоянии с диагнозом «отравление неизвестными токсинами». Как утверждает главный редактор «Новой газеты» Дмитрий Муратов, анализы, взятые у Политковской тотчас по попадании в больницу, были уничтожены. У Политковской были серьёзно повреждены печень, почки и эндокринная система.Политковская полагала, что её пытались отравить сотрудники ФСБ. По словам Политковской, её «устранили из поля», чтобы не дать ей осуществить её план урегулирования ситуации. Она утверждала, что в России возобновила работу 12-я лаборатория КГБ, занимавшаяся производством ядов (эту лабораторию обвиняет в отравлении Политковской и бывший корреспондент ВВС в Москве Мартин Сикссмит, ссылаясь на источник в ФСБ). В авиакомпании, самолётом которой летела Политковская, заявили: «Политковскую с помощью чая отравить никак не могли — его наливают всем пассажирам из одного чайника. Жалоб от других пассажиров не поступило. А Анну, как нам рассказал бортпроводник того рейса, вскоре после обеда начало тошнить, и она потеряла сознание. Представитель авиакомпании сопровождал ее до больницы. Там ему сказали, что это скорее не отравление, а какая-то вирусная инфекция».
* С сентября 2004 года Анна Политковская опубликовала в «Новой газете» ряд критических статей о президенте Ингушетии Мурате Зязикове.
* Главный редактор «Новой Газеты» Дмитрий Муратов сказал, что Политковская в день своего убийства собиралась передать длинную работу о практике пыток, применяемых чеченскими властями. По словам Муратова, статья обвиняла подразделения безопасности председателя правительства Чеченской Республики Рамзана Кадырова в использовании пыток. На следующий после убийства день милиция забрала жёсткий диск и материал к статье.[источник не указан 831 день] По словам Муратова, исчезли две фотографии подозреваемых мучителей.
Политковская была застрелена в лифте своего дома в центре Москвы (Лесная улица, дом 8) 7 октября 2006 года.Сотрудники милиции нашли пистолет Макарова и четыре гильзы рядом с телом. Первые сведения указывали на заказное убийство, так как было произведено четыре выстрела, включая выстрел в голову.

По мнению руководителя Главного следственного управления Следственного комитета при прокуратуре России Дмитрия Довгия, заказчиком убийства Политковской был Борис Березовский, осуществивший свой замысел с помощью чеченского преступного «авторитета» Хож-Ахмеда Нухаева. По словам Довгия, убийство связано не со статьями Политковской, а с её личностью:

Организаторы хотели показать, что у нас средь бела дня могут убивать известных людей, что правоохранительные органы якобы не в состоянии раскрывать такие дела. МВД и мы опровергли это. <…> Вот она такая яркая, находится в оппозиции к действующей власти, встречалась с Березовским — вот её и убили. Не верили, что мы так достаточно быстро раскроем это преступление.

По версии следствия, организатором преступной группы являлся один из лидеров «лазанской» группировки Магомед Димельханов. К последнему весной 2006 года поступил заказ на убийство Политковской, поскольку к журналистке имели «серьёзные претензии большие люди в Чечне». Выполнение заказа было поручено братьям Махмудовым, которые привлекли к делу рыночного торговца и шофёра банды Ахмеда Исаева. Пытаясь установить адрес Политковской, преступники обратились к бывшему оперативному сотруднику этнического отдела РУБОП Сергею Хаджикурбанову, который свёл их с подполковником Павлом Рягузовым, работавшим в отделе ФСБ по Центральному административному округу Москвы, на территории которого проживала Политковская.[источник не указан 831 день] Рягузов «пробил» по базе данных ФСБ и передал адрес Политковской бывшему главе Ачхой-Мартановского района Чеченской Республики Шамилю Бураеву.Рягузов также снабжал банду информацией о её телефонных переговорах. Кроме того, Хаджикурбанов организовал слежку за Политковской, обратившись за помощью к сотрудникам оперативно-поискового управления ГУВД Москвы Дмитрию Лебедеву, Дмитрию Грачёву и Олегу Алимову. К делу был также привлечён бывший милиционер, работавший в ЧОПе, Алексей Беркин. По сведениям газеты «Время новостей», все представители силовых структур, проходящие по делу об убийстве Политковской, «не знали, о чем именно идет речь, не были знакомы с киллером и заказчиком и выполнили за деньги левую работу».

Непосредственным исполнителем убийства является Рустам Махмудов — брат Ибрагима, Джабраила и Тамерлана Махмудовых.

Главный редактор «Новой газеты» Дмитрий Муратов заявил, что доволен тем, как проводится расследование убийства: «Доводы следствия чрезвычайно убедительны и профессиональны». В то же время в редакции не собираются отказываться от собственного журналистского расследования происшедшего.

27 августа 2007 года начальник УСБ ФСБ РФ заявил, что в убийстве Анны Политковской обвиняется сотрудник службы по Центральному административному округу Москвы УФСБ по Москве и Московской области подполковник Павел Рягузов.

21 сентября 2007 года следствие предъявило обвиниение по статье 33 и статье 105 УК (соучастие в убийстве в форме пособничества) бывшему главе Ачхой-Мартановского района Чеченской республики Шамилю Бураеву. Следствие подозревает, что Бураев обратился к Рягузову с просьбой выяснить адрес проживания Политковской, и затем Бураев передал его братьям Махмудовым.

23 августа 2011 года был задержан подозреваемый - подполковник милиции в отставке Дмитрий Павлюченков.

2002 - Чужая война, или Жизнь за шлагбаумом. Чечня
2002 - Вторая Чеченская
2007 - Путинская Россия
2007 - За что - вышла после гибели Анны.

Российско-шведский документальный фильм режиссёра Марины Голдовской «Горький вкус свободы (A Bitter Taste of Freedom)» (2011), посвящённый судьбе Анны Политковской, был награждён как лучший документальный проект на Фестивале фильмов мира («World Film Festival» (WFF)) в Монреале, проходившем с 18 по 28 августа 2011 года.