Anna Gunn nació el 11 de agosto de 1968 en Cleveland, Ohio, Estados Unidos. Asistió a la Universidad Northwestern, donde se especializó en teatro y se graduó en 1990. Durante el otoño de 1988, Gunn pasó un semestre en el extranjero para estudiar en la Academia de Arte Dramática de los Estados Unidos. Después de mudarse a Laurel Canyon, Los Ángeles, compartió casa con la actriz de doblaje Pamela Adlon. Gunn es mayormente conocida por su papel de Skyler White en la serie de drama producida por AMC Breaking Bad. En 2012, 2013 y 2014, fue nominada para el Premio Primetime Emmy a la Mejor Actriz de Reparto en una Serie Dramática por su actuación, ganando consecutivamente en 2013 y 2014.

Gunn desempeñó un papel recurrente como la fiscal asistente de distrito Jean Ward en la serie de ABC The Practice de 1997 a 2002, y fue miembro habitual en Deadwood de HBO durante los años 2005 a 2006. También apareció en Seinfeld y en Six Feet Under. En febrero de 2013, la cadena de televisión por cable, Bravo anunció que Gunn protagonizaría un piloto de televisión para un drama de una hora, Rita, basado en una serie de televisión danesa sobre una maestra y madre de una escuela privada. A pesar del empeño de Anna, la serie solamente estrenó un piloto pero no continuó con las grabaciones. En 2014, Gunn protagonizó Off-Broadway con Billy Magnussen en Sex With Strangers, dirigida por David Schwimmer en Second Stage Theatre. Gunn se casó con el actor escocés y corredor de bienes raíces, Alastair Duncan en 1990. La pareja se divorció en 2009.