Анна Андрусенко родилась в Донецкой области. Отец Анны был историком по образованию, а мама работала экономистом в одной из местных компаний. Когда Анне исполнилось шесть лет, вся её семья переехала в Россию в город Сочи. Там Анна начала посещать общеобразовательную школу, делала свои первые шаги на театральной сцене. Ещё в младшей школе Анна посещала внеклассные уроки актёрского мастерства, участвовала в различных утренниках, спектаклях и творческих вечерах. После поступила на факультет социально-культурной деятельности одного из университетов города Сочи.
Но учёба в этом месте не задалась. Уже менее чем через год девушка уехала из дома и отправилась в Москву.
В столице Анна поступила в Высшее театральное училище им. М. С. Щепкина и стала учиться актёрскому мастерству у актёра и педагога Бориса Клюева.
В 2012 году окончила театральное училище.Известность актрисе принесла одна из ведущих ролей в российском мистическом телесериале «Закрытая школа» . Анна исполнила роль шестнадцатилетней девушки Елизаветы Виноградовой, которая страдала сердечной недостаточностью, и после пересадки сердца медиума сама открыла в себе экстрасенсорные способности.
В 2012 году стало известно, что Анна выбрана на главную роль в российскую адаптацию испанского телесериала «Ангел или демон» [].
В 2013 году стало известно, что Анна выбрана на роль Валерии в сериале «Мажор» , вместе с Павлом Прилучным и Денисом Шведовым. Сериал вышел в 2014 году на Первом канале.