Anna Panchenko a obtenu son baccalauréat (1989) et son doctorat (1993) au département de biophysique de l'Université d'État de Moscou, en Russie, où elle a étudié la dynamique des protéines par spectroscopie Mössbauer. Elle est venue aux États-Unis en tant que boursière invitée de la NSF et a ensuite travaillé comme chercheuse postdoctorale à l'École des sciences chimiques de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. À l'UIUC, elle a étudié la cinétique de la liaison des ligands à la myoglobine et le repliement des protéines.

En septembre 1997, Anna s'est jointe au NCBI (National Center for Biotechnology Information) des National Institutes of Health (NIH) aux États-Unis en tant que boursière IRTA, puis chercheuse et finalement chercheuse principale. Son équipe travaillait au développement d'algorithmes informatiques pour l'analyse de la séquence et de la structure des protéines, des interactions protéine-protéine, l'identification des événements moteurs du cancer et la dynamique des nucléosomes. En juillet 2019, elle a été recrutée par la faculté de médecine de l'Université Queen's, où elle dirige actuellement son équipe dans des domaines novateurs de la biologie et de la biophysique computationnelles.

Dans ses temps libres, Anna aime surfer sur le vent, écrire des histoires et immortaliser ses moments préférés avec son appareil photo.