Anna Prohaska studierte an der Hochschule für Musik »Hanns Eisler« Berlin. Bereits mit 17 Jahren gab sie ihr Debüt an der Komischen Oper, mit 23 Jahren war sie erstmalig an der Staatsoper Unter den Linden zu hören und gab ein Jahr später ihr Debüt mit den Berliner Philharmonikern.
Anna Prohaska erhielt den begehrten Echo Klassik Preis, den Daphne-Preis, den Schneider-Schott-Musikpreis und 2016 den Kunstpreis der Akademie der Künste Berlin. Zuletzt sang sie u. a. bei den Salzburger Festspielen, an der Bayerischen Staatsoper München, am Teatro alla Scala in Mailand, Royal Opera House Covent Garden, der Opéra national de Paris, beim Festival d’Aix-en-Provence und am Theater an der Wien. Sie ist festes Ensemblemitglied der Staatsoper Unter den Linden, wo sie u. a. als Anne Trulove, Susanna, Sophie, Blonde, Zerlina, Despina, Poppea in Händels Agrippina, Oscar und Frasquita zu erleben war. Sie arbeitet mit bedeutenden Dirigenten wie Daniel Barenboim, Sir Simon Rattle, Philippe Jordan, Ingo Metzmacher und René Jacobs.
Sie widmet sich neben der zeitgenössischen auch der Alten Musik. Auf der Konzertbühne trat sie gemeinsam mit den Wiener und Berliner Philharmonikern auf, dem Symphonieorchester des Bayerischen Rundfunks, dem London Symphony Orchestra, dem Los Angeles Philharmonic, dem Cleveland Orchestra und dem Boston Symphony Orchestra unter der Leitung von Sir Simon Rattle, Daniel Harding, Mariss Jansons, Yannick Nézet-Séguin, Herbert Blomstedt, Franz Welser-Möst, Gustavo Dudamel und Claudio Abbado. Ihre Diskographie umfasst neben Aufnahmen von Werken des Opern- und Konzertrepertoires auch Lied-Alben.