Родилась 15 июня 1977 года в городе Нойштрелице (ГДР). Детство провела также в Ереване и Москве. Школьные годы прожила в Ленинграде. В школе хорошо давались точные науки, в особенности математика. Занималась гимнастикой, балетом, научилась играть на фортепиано и гитаре[2].
«О поступлении в театральный я ни на секунду не задумывалась. Была скромной, робкой девочкой без особых склонностей к актерству — наоборот, моему складу ума ближе казались физика, математика и прочие точные науки. Поэтому и готовилась к поступлению в Политех…»[2]
Ещё студенткой попала в труппу Театра имени Ленсовета, где на неё обратил внимание режиссёр Геннадий Тростянецкий, искавший в то время молодую героиню для спектакля «Мнимый больной» по комедии Мольера. Премьера спектакля состоялась почти сразу же после того, как актриса получила диплом, и почти одновременно с её свадьбой. В труппе театра с 1998 года[4].
Карьера в кино
Первая роль в кино Ковальчук состоялась в 1998 году — в лирико-комедийной притче «Любовь зла» режиссёра Владимира Зайкина.
Всеобщая популярность пришла после роли следователя Марии Швецовой в телевизионном сериале «Тайны следствия» (2001 год), благодаря которой актриса стала лауреатом приза «за воплощение образа положительного героя» на международном правовом кинофестивале «Закон и общество».
После съёмок первых серий телесериала «Тайны следствия» выяснилось, что актриса беременна. Сценарист Елена Топильская переписала в сценарии всё, что касалось личной жизни её главной героини. 26 октября 2000 года Ковальчук родила дочь Злату, и сцена родов и последующего кормления новорождённого ребёнка грудью была включена в одну из серий «Тайн следствия»[источник не указан 1103 дня].
Приз «Лучшая женская роль» на кинофестивале «Бригантина» за фильм «Рифмуется с любовью» (2007)
приз «За воплощение образа положительного героя» на международном правовом кинофестивале «Закон и общество» (за главную роль в телесериале «Тайны следствия»)[3].
двукратная обладательница приза «За лучшую женскую роль в сериале» на фестивале «Виват кино России!» (за сериалы «Тайны следствия» и «Мастер и Маргарита»)[3].
премия «Золотой софит» 2015 за лучшую женскую роль (Агафья Тихоновна в спектакле постановки Юрия Бутусова «Город. Женитьба. Гоголь»)[10].
медаль «За содействие» Следственного комитета Российской Федерации (за ценный вклад в формирование подлинного образа ответственного и профессионального следователя в сериале «Тайны следствия»)[11].
В 2009 году принимала участие в проекте «Танцы со звёздами» на телеканале «Россия-1» в паре с Германом Мажириным[25][26].
С августа 2010 по август 2011 года Анна Ковальчук работала ведущей утренней программы «Субботник» на телеканале «Россия-1», после чего её сменила Татьяна Лазарева[27][28].
С 2018 года читает детям, литературные и фольклорные сказки на телеканале «Спас» (в проекте «Тайны сказок с Анной Ковальчук»).
В 2023 году участвовала в шоу «Последний герой», покинула проект на 2 день по собственному желанию.