Анна Филимонова родилась 3 декабря 1981 года в Киеве.

В школьные годы увлеклась журналистикой. В 11 классе прошла кастинг на роль ведущей музыкального канала. Так началась ее карьера в медиа.

Окончила Киевский национальный университет культуры и искусств, факультет кино и телевидения. Два года проучилась на телевизионной режиссуре, потом перевелась на факультет «Диктор-ведущий». Работала в журнале «Папарацци».

В 2008 году снималась для мужского журнала «Playboy». Анна сыграла образ голливудской дивы, греющейся в лучах камер и софитов.

Осенью 2012 года стартует второй сезон реалити-шоу телеканала ТЕТ «Маша и Модели», в котором Анна Филимонова будет тренером одной из двух команд моделей.

Замужем, супруг - бизнесмен Николай Литвиненко.