Анна Пакуин родилась 24 июля 1982 года в городе Виннипег (Канада) в семье школьных учителей. Отец Анны Брайан Пакуин (родился в 1952 году) — учитель физического воспитания, канадец по происхождению, мать Мэри Пакуин — учительница английского языка. В семье Анна — младший ребёнок, у неё также есть старший брат Эндрю (родился в 1977 году) и старшая сестра Катя (родилась в 1980 году).

С четырёх до девяти лет Анна жила в Новой Зеландии. Школу окончила в 1996 году в Лос-Анджелесе, куда переехала вместе с матерью после её развода с отцом Анны.

Анна Пакуин никогда не хотела быть актрисой. В девять лет Анна вместе с сестрой отправилась на кастинг к фильму «Пианино», о котором прочитали в газете. Режиссёру фильма Джейн Кэмпион Анна очень понравилась, и она была выбрана из 5 000 претенденток на роль Флоры МакГрат}.

Съёмки фильма «Пианино» начались в 1992 году, Анна снималась вместе с Харви Кейтелем и Холли Хантер. Исполнение Анной этой роли получило восторженные отзывы и признание критиков, фильм «Пианино» был номинирован на премию «Оскар» в категории «Лучшая актриса второго плана» и в 1994 году получил эту награду. Пакуин стала вторым самым молодым победителем кинопремии Оскар.

Анна не планировала продолжать карьеру киноактрисы, но она продолжала получать приглашения на новые роли в кино, а также была приглашена в престижное агентство Уильяма Морриса. От многих ролей Анна отказывалась, однако снялась в трёх рекламных роликах для телефонной компании MCI (сейчас WorldCom).

В 1996 году Анна снялась в телефильме «Джейн Эйр» режиссёра Франко Дзефирелли — экранизации одноименного романа Шарлотты Бронте, где сыграла главную героиню в детстве. Также в этом же году актриса приняла участие в фильме «Летите домой», где сыграла маленькую девочку, оставшуюся с отцом после смерти матери.

Важной ролью в кинокарьере Анны Пакуин стала роль Роуг — молодой девушки со способностями мутанта в фантастической трилогии о Людях Икс, основанной на комиксах Marvel Comics. Анна снялась в трёх фильмах о мутантах — «Люди Икс» (2000), «Люди Икс 2» (2003) и «Люди Икс: Последняя битва» (2006), её партнёрами по экрану стали Хью Джекмен, Иэн Маккеллен и Холли Берри.

В 2001 году Анна Пэкуин дебютировала на сцене лондонского театра в постановке «This Is Our Youth», после этого еще сыграла в множестве спектаклей.

С 2008 года Пакуин снимается в роли официантки Суки Стакхаус, обладающей телепатическими способностями, в популярном сериале «Настоящая кровь», за которую она получила премию Золотой глобус за лучшую женскую роль.

В 2010 году с участием Анны вышли две картины - «Романтики» и «Дом на продажу», но обе провалились в прокате.

В 2011 году она исполнила роль Рэйчел в фильме ужасов «Крик 4», а в 2012 году роль Кэтрин в комедийной драме «Простые истины», в которой вместе с ней снялись Райан Филипп и Люк Уилсон.

В 2013 году на экраны вышел фильм «Свободная повозка», в котором Анна Пакуин исполнила роль наркозависимой молодой матери, для которой единственным шансом заработать стала торговля наркотиками.

В 2014 году Анна вновь появилась в роли Роуг в фантастическом фильме «Люди Икс: Дни минувшего будущего».