Анна Ковальчук не планировала становиться актрисой. В школе любила точные науки, параллельно занимаясь спортивной гимнастикой и танцами. После школы планировалось, что Анна поступит в политехнический институт в родном Санкт-Петербурге на факультет кибернетики.
Но подруга предложила заодно с ней попытать счастья в театральном институте. Анна, ни на что особо не рассчитывая, согласилась. К своему удивлению, ее приняли, правда с испытательным сроком. В институте она встретила и своего будущего супруга. Анатолий Ильченко учился с ней на одном курсе. После окончания института Анна была принята в труппу театра имени Лесовета. В 2001 году на экраны вышли первые серии культового сериала "Тайны следствия" с Анной Ковальчук в главной роли.
23-х летней актрисе пришлось "приписать" себе несколько лет, ведь ее героине, следователю Маше Швецовой, по сюжету было за тридцать. Сериал продлился на долгих 17 лет, и стал "основной" работой актрисы. В сериал, в том числе, вошли кадры рождения дочки Златы от брака с Ильченко.
Злата позднее много снималась с матерью в сериале, исполняя ту же роль, что и жизни - роль дочери Маши Швецовой. Также Анне посчастливилось сыграть Маргариту в сериале Владимира Бортко "Мастер и Маргарита". На эту роль ее утвердили в том числе благодаря невероятной похожести на жену Михаила Булгакова. К сожалению в 2005 году брак Анны дал трещину. Разногласия начались из-за того, что супруг хотел переехать в Москву, а Анна не желала покидать родной Санкт-Петербург.
Кроме того, Анна, в отличие от супруга была постоянно занята на съемках, в то время как супруг был не очень востребован. Как позднее признавалась Анна, в какой-то момент ей просто не хватило терпения и некоторых усилий для сохранения брака. Так или иначе они расстались по обоюдному согласию. Однако бывший муж повел себя после развода не очень красиво - давал "желтой" прессе неприятные для бывшей супруги интервью, где в частности касался и интимной жизни супругов, сетуя на сдержанный темперамент Анны.
Впрочем Анна вскоре простила его необдуманные высказывания. Ильченко и после развода никогда не терял связь с дочерью Златой. После расставания с мужем у актрисы был недолгий роман с актером Сергеем Перегудовым. Кроме этого, ходили слухи о ее интрижке с женатым Михаилом Пореченковым. Но вскоре в личной жизни Анны стало все налаживаться. Вторым супругом актрисы стал человек далекий от актерской среды, бизнесмен Олег Капустин.
В этом браке родился сын Добрыня. После завершения "Тайн следствия" актриса продолжает служить в любимом театре. Дочь Злата, несмотря на то что имеет солидный опыт съемок, не пошла по стопам матери. Она стала студенткой Санкт-Петребургского филиала Высшей Школы Экономики.
Анна успешно совмещает работу и любимую семью. Кроме того, она вместе с дочерью активно занимается благотворительными акциями в пользу бездомных животных, часто посещает приюты брошенных питомцев.