Fille d’un prince roumain et petite-fille d’un pacha turc, Ana-Elisaveta Bibescu Basarab Brâncoveanu naît à Paris le 15 novembre 1876. Elle a une enfance privilégiée. Plusieurs précepteurs se chargent de son éducation et de son instruction, ainsi que de celles son frère aîné et de sa sœur cadette, les initiant tout particulièrement à l’art, à la musique et à la poésie. La famille passe l’hiver à Paris et le reste de l’année dans sa propriété près d’Évian, la Villa Bessaraba à Amphion, sur la rive française du lac Léman.
En 1897 elle épouse un descendant du Duc de Noailles et devient la comtesse Anna de Noailles. Le couple a un seul fils. Elle adopte la France et sa langue pour sa vie et ses écrits avant même son mariage avec le comte français.
Poétesse et romancière elle est une figure littéraire de premier plan en France dans la période qui précède la Première Guerre mondiale. Femme de grande culture, séduisante et au charme oriental, elle compte parmi ses amis les romanciers Marcel Proust et Colette, les poètes Paul Valéry et Jean Cocteau et le politicien Georges Clemenceau. Dès 1900, son salon littéraire de l’avenue Hoche est l’une des plus célèbres rencontres culturelles parisiennes. Il est fréquenté par l’élite intellectuelle et artistique de la capitale : André Gide, Edmond Rostand, Léon Daudet, Paul Claudel, René Benjamin, Frédéric Mistral, Robert de Montesquiou, Max Jacob, François Mauriac, pour en citer quelques uns.
Ses recueils de poèmes, » Le Coeur innombrable » (1901), « Les Éblouissement »s (1907) et « L’Honneur de souffrir » (1927), sont empreints d’un amour sensuel de la nature. Cette nature sauvage et apaisante du bord du lac Léman en contraste avec l’environnement urbain parisien auquel elle ne s’y fera jamais. Son lyrisme s’inspire des thèmes romantiques des poètes du XIXe siècle, Alfred de Vigny et Alphonse de Lamartine. Son œuvre développe, d’une manière très personnelle, les grands thèmes de l’amour, de la nature et de la mort.
Outre un grand nombre de poèmes, Anna de Noailles écrit aussi trois romans et une autobiographie. Elle reçoit plusieurs prix littéraire et elle est la première femme élevée au grade de commandeur de la Légion d’honneur ainsi que la première femme élue à l’Académie royale de langue et de littérature française de Belgique. En 1904, avec d’autres femmes, elle crée le prix « Vie Heureuse », qui deviendra en 1922 le prix Fémina, récompensant la meilleure œuvre française écrite en prose ou en poésie.
Affaiblie par des problèmes récurrents de santé, Anna de Noailles se retire peu à peu dans sa chambre, où elle écrit et reçoit ses invités. Elle meurt à Paris le 30 avril 1933. Inhumée à Paris au cimetière du Père-Lachaise, son cœur repose dans une urne placée au centre du temple du parc de la Villa Bessaraba à Amphion.