Ann Petersen werd op 22 juni 1927 geboren in Wuustwezel. Hoewel ze als kind al gebeten was door het theater, koos ze pas op latere leeftijd voor een leven als actrice. Vanaf dat moment bouwde ze wel een indrukwekkende carrière uit, zowel op televisie, in de film als in het theater.

Bij het grote publiek brak ze in 1964 door met haar rol als Emma in de legendarische BRT-jeugdserie Kapitein Zeppos.

Het was de start van een lange reeks televisierollen.

Zo speelde ze in de tv-bewerking van Wij, heren van Zichem (1969), de historische reeks De vorstinnen van Brugge (1972) en de komische serie Slisse en Cesar (1977). Ook later bleef ze een vertrouwd gezicht in reeksen als de Paradijsvogels (1980) en Het verdriet van België (1994). Voor een latere generatie werd ze vooral bekend als Florke, een rol die ze acht jaar lang vertolkte in de populaire soap Thuis.

Daarnaast schreef ze een aantal belangrijke films op haar palmares. De bekendste daarvan zijn klassiekers als Mira (1971) en Hector (1987), maar ook latere films zoals Manneken Pis (1995) en Pauline en Paulette (2002). Voor die laatste rol ontving ze, samen met collega Dora Van der Groen, nog een Fonske, een Vlaamse filmprijs.

Ook op de planken was Petersen erg actief. Ze was 30 jaar lang verbonden aan de Koninklijke Vlaamse Schouwburg en speelde gastrollen bij diverse theatergezelschappen. Een van haar meest opvallende theaterprestaties was de monoloog Het massagesalon (1986), die later ook op televisie werd vertoond.

Ondanks haar 76 jaar en gezondheidsproblemen – ze leed aan diabetes, artrose en had hartproblemen – bleef Ann Petersen erg actief. Ze deed dit deels omdat ze het acteren graag deed, maar ook omdat ze maar een klein pensioen had.

Haar huwelijk eindigde in 1960 in een echtscheiding. Zelf vertelde ze dat ze haar man verliet omdat hij graag kinderen had gewild, iets wat ze na een operatie met complicaties niet meer kon krijgen.

Ann Petersen overleed op 11 december 2003 in haar woning in Opwijk.