Аннасофия родилась 8 декабря 1993 года в Денвере, штат Колорадо. Родители Дейв и Джанет Робб назвали своего единственного ребенка в честь бабушки по отцу Анны-Марии и прабабушки по матери Софии. По-английски имя Робб пишется как двойное: AnnaSophia. Девочка росла в религиозной семье и воспитывалась христианкой. Именно в церкви она впервые выступила перед публикой и решила, что хочет посвятить жизнь сцене.
Аннасофия с 4 лет ходила на гимнастику и бальные танцы, но забыла о них, когда попала в кино. В качестве актрисы она дебютировала в возрасте 11 лет в сериале «Дрейк и Джош» на канале Nickelodeon. В личной жизни Аннасофии мало ясности. Ходили слухи о романах актрисы с коллегами Колтоном Хэйнсом, Эмилем Хиршем и Джошем Хатчерсоном (второй главный герой «Моста в Терабитию»), но ни одно из предположений она не подтвердила.
Точно известно об отношениях с актером Александром Людвигом, которого она встретила на съемочной площадке фильма «Ведьмина гора». Они были вместе почти 3 года. Следую