Анна Уколова родилась 15 февраля 1978 года в поселке Сборный, Самарская область. В семье не было актеров, но все играли на музыкальных инструментах, мать работала в доме Культуры, куда и ходила маленькая Анна. Также у нее есть старший брат, с разницей в возрасте 7 лет.
После окончания школы Анна Уколова не знала, что выбрать. В то время ее брат, закончил Самарский институт культуры и очень советовал поступать туда. Институт впервые набирал актерский курс для работы в Самарском театре. Было 10 бюджетных мест. Уколова спела, сплясала, прочитала басню и стихотворение однокурсника брата. Когда поступила, была очень счастлива. Отучилась первый курс. Преподаватели в один голос советовали Анне ехать в Москву. Сначала отказывалась ехать, но вскоре к этому шагу ее подтолкнула и мама выделив денег дочери, чтобы она могла какое-то время прожить в столице.
Из всех учебных заведений больше всего будущую актрису привлек ГИТИС. Когда Анна пришла в учебное заведение, на лавочке сидел сам Владимир Андреев. Уколова заговорила с ним, рассказала, что приехала из Самары поступать на актрису и очень хочет развивать свой талант. Андреев улыбнулся и позвал ее на экзамены без прослушивания. На первом туре она сама постоянно улыбалась, ее даже спросили почему. Анна ответила, что счастлива и радуется Москве.
На втором туре Уколову ждало испытание на пластичность и музыкальность. К сожалению, денег практически не было. Не было и спортивной одежды для танцев. Актрисе пришлось уговорить продавца продать ей одежду с тем условием, что она потом ее вернет и получит назад деньги. Продавец прониклась историей харизматичной девушки. Уколова пришла на второй тур экзамена в майке и шортах с ярлычками.
Анна закончила ГИТИС в 2001 году. За время учебы нигде не снималась. Отличницу Уколову после окончания института взяли в театр Луны С. Проханова. Позднее в кино Анну пригласил режиссер Велединский, посмотревший запись с дипломного спектакля девушки. В сериале «Закон» Уколовой сразу досталась большая роль. Параллельно фактурную актрису позвали в «Каменскую». Анну взяли без проб, как только увидели.
С тех пор прошли годы, и список актерских работ в кино Анны Уколовой вырос и расширился. Актрисой сыгранно более 80 ролей. Из театра Луны Уколова ушла, чтобы иметь время на съемки. Но окончательно театральную деятельность девушка не забросила. Анна сотрудничает с Театром Наций, с «LimeLight Theatre» и Центром драматургии и режиссуры А. Казанцева.
В 2006 году Уколова получила премию за лучшую женскую роль в фильме «Точка» на Международном кинофестивале в Чикаго. Особо критики отмечают в карьере актрисы фильмы «Свадьба», «Черные волки» и «Охота на пиранью». Фильм «Левиафан» стал прорывом в биографии актрисы. В этой киноленте Уколовой досталась роль Анжелы Ивановны Поливановой. Картина вошла в конкурсную программу 67 Каннского кинофестиваля и сразу после показа киноленту оценили российские и зарубежные критики. На смотре лента была удостоена приза за лучший сценарий.
В 2015 году Анну Уколову номинировали на премию «Ника» за лучшую женскую роль второго плана в этом фильме. Именно после участия в киноленте фото актрисы стали узнавать не только представители российского кинематографа, но и иностранные критики. Затем в апреле 2017 года Анна Уколова участвовала в съемках комедии «Ивановы-Ивановы». В октябре следующего года на премии ТЭФИ награждена в номинации «Лучшая актриса телевизионного фильма/сериала».
2002 - Все, что ты любишь - Леночка, баскетболистка
2002 - Закон - Люба Орлова
2002 - Каменская-2 - Анна Лазарева
2002 - Марш Турецкого (3 сезон) - «Масяня»
2002 - Порода
2003 - Вокзал (Беларусь, Россия) - Ляля
2003 - Лучший город Земли - Милка
2003 - Моя родня - Дездемона
2003 - Прощание в июне - староста
2004 - Бальзаковский возраст, или Все мужики сво… (эпизод в 9-й серии 1-го сезона)
2004 - Женщины в игре без правил (Беларусь, Россия) - Варя
2004 - Команда (Беларусь, Россия)
2004 - Красная капелла / Sarkanā Kapela (Латвия, Россия) - Марта
2004 - Папа - Ариша
2004 - Русское - медсестра в «Сабурке»
2004 - Четыре таксиста и собака - Зина, притравщица
2005 - Дети Ванюхина - Анна, секретарша
2005 - Подкидной - Зина
2005 - Таксистка-2 - Анжела
2005 - Херувим - Оксана
2006 - Большая любовь - Наталья, милиционер
2006 - Ваша честь - Инга Ухова, секретарь суда
2006 - Девять жизней Нестора Махно - Маруся Никифорова
2006 - Живой - Семина
2006 - Охота на пиранью - Нина, жена паромщика
2006 - Парк советского периода - библиотекарша
2006 - Точка - Аня
2007 - Мымра - Катя
2007 - Супермаркет
2007 - Шутка - Варвара
2007 - Ярик
2008 - Свадьба - Лида, невеста Глеба
2008 - Колдовская любовь - Надя
2008 - Если нам судьба - Валя, жена Семина
2008 - Разлучница (Россия, Украина) - Галина
2009 - Братья Карамазовы - девка в Мокром
2009 - Детективное агентство «Иван да Марья» - Соня
2009 - Легенды колдовской любви (Россия, Украина) - Надя
2009 - Малахольная - Ксюша, подруга Нади
2009 - Миннесота - любовница Михаила
2009 - Непридуманное убийство - Нинон, подруга Наташи
2009 - Приказано уничтожить! Операция: «Китайская шкатулка» - Дорина
2009 - Ваша честь-2 - Инга Ухова, секретарь суда
2009 - Черчилль - Маша Козакова
2009 - Чудо - Галя
2010 - Александра - Аня, коллега и подруга Саши
2010 - Анжелика - Ульяна, дочь Матвея
2010 - Богатая Маша - Катя, подруга Лизы
2010 - Когда зацветет багульник - Настя, подруга Анны
2010 - Край - Матильда
2010 - На крючке! - Маша Прошкина, подруга и коллега Риты
2010 - Последняя встреча - Людмила Цаплюк
2010 - Телохранитель-3 - Лиля Клепикова
2010 - Тихий омут - Юля
2010 - Я тебя никому не отдам (Россия, Украина) - Галя, торговка на рынке, подруга Риты
2011 - Воробушек - Алина, соседка
2011 - Фурцева - Рая Антонова, летчица-курсантка
2011 - Черные волки - Клеопатра (Клепа), певичка в пивной
2012 - Жить - мать Артема
2012 - Настоящая любовь - Марго, подруга Лены
2012 - Петрович - Галина Петровна Рогова
2013 - Географ глобус пропил - Ветка
2013 - Идеальный брак - Татьяна
2013 - Крик совы - Людмила Вараксина, парикмахерша
2013 - Семейные обстоятельства - Надя
2013 - Обнимая небо - Вера Леонтьевна, жена Хворостова
2014 - Инквизитор - Клавдия Махина, диспетчер
2014 - Левиафан - Анжела Ивановна Поливанова, подруга семьи Сергеевых, жена Павла, мать Вити
2014 - Переводчик - Тамара, соседка Стариковых
2014 - Московская борзая - Дарья Михайловна, учительница литературы
2014 - Идеальная пара - Зоя, спортсменка с мужским характером
2015 - Мама по контракту
2015 - Склифосовский - Лада, медсестра
2015 - Обратная сторона Луны 2 - Вера Бирюкова
2015 - Чужая милая - Ольга
2015 - А у нас во дворе... - Олеся
2015 - Клинч - активистка
2016 - Бородач - Иришка Скоробейникова
2016 - Правила Аквастопа
2016 - В Кейптаунском порту
2016 - Петербург. Только по любви - (новелла «Просто концерт»)
2017 - Ивановы-Ивановы - Лидия Иванова
2017 - ЖГИ! - надзирательница, подруга Алевтины
2018 - Домашний арест - Нина Александровна Самсонова, жена Ивана