Анна Хилькевич родилась в Москве 15 октября 1986 года. Будущая актриса училась в театральной школе №232 при училище им. Щепкина. После получения среднего образования она поступила в Высшее театральное училище, где занималась в классе В. Иванова.

Впервые Анна появилась на экране в 14 лет.

В 2004 году она сыграла небольшие роли в фильме Сергея Юрженко «Сосед» и в мелодраме Владимира Златоустовского «Полет аиста над капустным полем». Начинающая актриса много снималась в сериалах: она появилась в проектах «Молоды и счастливы» (2005), «Примадонна» (2005), «Казаки-разбойники» (2008), «Подруга банкира» (2007). Вплоть до 2008 года Анне Хилькевич доставались исключительно небольшие роли, первой серьезной ее работой стал телевизионный фильм «Не пытайтесь понять женщину» (2008).

В картине «Не пытайтесь понять женщину» Анна исполнила одну из главных ролей, а ее партнерами по съемочной площадке стали Максим Леонидов и Анна Ивченко. Фильм вышел на экраны в апреле 2009 года, к этому моменту актриса успела сняться в украинской мелодраме «Рыжая». Анна Хилькевич сыграла главную героиню картины – молодого талантливого дизайнера Сашу Тарасову, которая накануне свадьбы застает своего жениха с другой женщиной. Режиссером фильма выступил Андрей Коршунов, а остальные роли исполнили Сергей Горобченко, Юрий Тарасов и Сергей Комаров.

В 2009 году стартовал новый проект – российский молодежный телесериал «Барвиха». В центре сюжета – дети богатых родителей, живущие в элитном подмосковном коттеджном поселке. Анне Хилькевич получила одну из главных ролей, роль представительницы «золотой молодежи» Вики. Для Хилькевич и ее коллег сериал стал настоящей удачей. Вскоре после премьеры «Барвихи» исполнителей главных ролей – Анну Хилькевич, Лянку Грыу, Анну Михайловскую, Равшану Куркову и других – стали узнавать на улицах.

В мае 2011 году на экраны вышел второй сезон сериала «Барвиха», получивший название «Золотые». Основной актерский состав остался прежним, и Анна Хилькевич вновь появилась в роли блондинки Вики.

Вскоре актриса начала сниматься в продолжении другого популярного сериала «Универ», вышедшего под названием «Универ. Новая общага». Анна Хилькевич получила в нем роль Машы Беловой. Премьера сериала «Универ. Новая общага» состоялась 10 октября 2011 года на канале ТНТ.

В 2012 году Анне достались роли в еще двух сериалах - «Санта Лючия», где она исполнила роль Даши Ликиной, и «Мама-детектив», в котором она сыграла роль теннисистки Анны Сергеевой.

В 2013 году Анна появилась на больших экранах, сыграв роль Татьяны в комедийном фильме «Что творят мужчины!», в котором также снялись Константин Крюков, Гавриил Гордеев, Равшана Куркова и Кристина Асмус.

Кроме того, в том же 2013 году ей достались роли в картинах «Остров везения» и «Снегурочка», а также небольшая роль в комедии «Ёлки 3», с Иваном Ургантом и Сергеем Светлаковым в главных ролях.

В 2014 году Анна вновь снялась вместе с Ургантом и Светлаковым в картине «Ёлки 1914».

В 2015 году Хилькевич досталась одна из главных ролей в комедии «Помню – не помню!».

Анна Хилькевич играет на фортепиано, а также свободно говорит на английском и французском языках.