Анна Книппер родилась 18 июля 1893 года в городе Кисловодск Ставропольского края. Ее отец был известным музыкантом, директором Московской консерватории. В 1906 году семья переехала в город Санкт-Петербург, где Анна окончила гимназию княгини Оболенской, занималась рисунком и живописью. Свободно владела французским и немецким языками.
В 1911 году Книппер вышла замуж за морского офицера Сергея Николаевича Тимирева. Впоследствии у них родился сын Владимир.
С адмиралом Александром Колчаком познакомилась в 1915 году и полюбила его. Через три года развелась с мужем и уехала в город Омск к возлюбленному. Когда тот был арестован большевиками, решила разделить его участь. В учетной карточке Карлага указано время ее ареста: январь 1920 года, а также первое место заключения - Иркутская тюрьма. Там же в это время находился и Александр Васильевич Колчак. Им разрешали видеться. Ради этого Анна Васильевна во время ареста адмирала сама подошла к большевикам и сказала: «Арестуйте и меня. Я без него не могу жить».
Вскоре ее освободили по амнистии, но тут же вновь арестовали и приговорили к пяти годам лагерей за «антисоветские настроения». По этой же статье ее судили еще четыре раза. Тимирева пробыла в тюрьмах и лагерях около 30 лет.
Только в 1961 году она была полностью реабилитирована и прописана в городе Москва. Во время съемок фильма Сергея Бондарчука «Война и мир» Анна Васильевна работала консультантом по этикету.
Анна Васильевна Тимирева скончалась 31 января 1975 года. Похоронена на Ваганьковском кладбище города Москва.