Анна Кендрик родилась 9 августа 1985 года в Портленде, штат Мэн. Она является дочерью Дженис (урождённая Кук), бухгалтера, и Уильяма Кендрик, учителя истории, который также работает в области финансов. Её бабушкой и дедушкой по материнской линии были Рональд и Рут (урождённая Смолл) Кук. У неё есть старший брат, актёр Майкл Кук Кендрик. Актриса имеет английские, ирландские и шотландские корни. Она училась в средней школе Диринга в Портленде до того, как занялась актёрской карьерой.

С 2009 года встречалась с британским режиссёром и сценаристом Эдгаром Райтом, с которым познакомилась на съёмках фильма «Скотт Пилигрим против всех». Пара рассталась в начале 2013 года.

С февраля 2014 года встречается с оператором Беном Ричардсоном, с которым познакомилась на съёмках фильма «Собутыльники». Актриса живёт в Лос-Анджелесе, Калифорния.

Впервые Анна выступила в бродвейском мюзикле «Высшее общество» (англ. «High Society») в августе 1998 года в возрасте двенадцати лет. За эту роль она получила премию «Театральный мир» и была номинирована на премию «Драма Деск» и премию «Тони», став второй из самых молодых актрис номинированной на эту премию. Также выступала в мюзикле «Маленькая ночная музыка» (англ. «A Little Night Music»).

В 2003 году дебютировала в фильме «Лагерь» и была номинирована на премию «Независимый дух». Потом она снялась в фильме «Гранит науки» и хотя фильм не получил хороших оценок, её игра получила весьма высокую оценку критиков, и она была номинирована на премию «Независимый дух» как лучшая актриса. В 2008 году снялась в фильме «Сумерки» по одноимённому роману Стефани Майер.

6 января 2010 года на фестивале 21st Annual Palm Springs International Film Festival Анна стала «Восходящей Звездой года» за роль в картине «Мне бы в небо». За участие в этом фильме актриса была также номинирована на соискание таких престижных кинопремий, как «Оскар», «Золотой глобус», Screen Actor Guild Awards и BAFTA.

Следующими известными фильмами с её участием стали: «Идеальный голос» (2012), «Чем дальше в лес…» (2014), «Идеальный голос 2» (2015), «Мой парень — киллер» (2015), «Свадебный угар» (2016), «Идеальный голос 3» (2017) и «Простая просьба» (2018).