Urodziła się 15 sierpnia 1929 roku w Równem na Wołyniu (obecnie Ukraina). Zginęła tragicznie 10 kwietnia 2010 roku w katastrofie lotniczej pod Smoleńskiem w Rosji.
We wrześniu 1939 roku straciła rodziców, a jej jedynego brata Sowieci wywieźli na Wschód. Przygarnęli ją sąsiedzi i to z nimi w 1941 roku przedostała się pod Warszawę. Od 1945 roku pracowała w gospodarstwie rolnym pod Gdańskiem, potem w piekarni, była też pakowaczką w Gdańskich Zakładach Przemysłu Tłuszczowego Amada.
W latach 1950-1991 pracowała jako spawaczka i suwnicowa w Stoczni Gdańskiej im. Lenina. W pierwszej połowie lat 50. została przodowniczką pracy socjalistycznej, ponieważ wyrobiła 270 proc. normy. Od stycznia do sierpnia 1951 roku należała do Związku Młodzieży Polskiej i była delegatką na zjazd młodzieży socjalistycznej w Berlinie. Należała do Ligi Kobiet i była jej przewodniczącą w Stoczni, gdzie działała na rzecz praw pracowniczych.
W grudniu 1970 roku uczestniczyła w demonstracji pod Komitetem Wojewódzkim PZPR i siedzibą Polskiego Radia w Gdańsku, uczestniczyła w strajku w Stoczni Gdańskiej. Po brutalnym spacyfikowaniu protestów robotniczych na Wybrzeżu, 25 stycznia 1971 roku Anna Walentynowicz uczestniczyła w spotkaniu w Stoczni Gdańskiej z I sekretarzem KC PZPR Edwardem Gierkiem.
W kwietniu 1978 roku była w grupie proklamującej Wolne Związki Zawodowe Wybrzeża. Udostępniała mieszkanie na punkt kontaktowy dla opozycjonistów. Współredagowała niezależne pismo "Robotnik Wybrzeża". Kolportowała wydawnictwa z drugiego obiegu.
W 1978 roku współorganizowała obchody rocznicy masakry robotników na Wybrzeżu w grudniu 1970 roku. Była wielokrotnie zatrzymywana na 48 godzin oraz poddawana rewizjom. Służba Bezpieczeństwa inwigilowała i prześladowała ją od 1978 do 1990 roku. Jej sprawa miała kryptonimy – "Suwnicowa" i "Emerytka".
Za niezależną działalność związkową została dyscyplinarnie zwolniona z pracy 8 sierpnia 1980 roku, co stało się bezpośrednią przyczyną strajku stoczniowców. 14 sierpnia 1980 roku szesnastotysięczna załoga stoczni rozpoczęła strajk, żądając przywrócenia Anny Walentynowicz do pracy. Dwa dni później władze stoczni wycofały się ze swojej decyzji i przywróciły Annę Walentynowicz do pracy.
Od 14 do 31 sierpnia 1980 roku uczestniczyła w strajku w Stoczni Gdańskiej, który 16 sierpnia część załogi (w tym Lech Wałęsa) chciała zakończyć. To właśnie Anna Walentynowicz z Aliną Pieńkowską zatrzymywały przy bramie nr 3 wychodzących ze stoczni robotników i wzywały do kontynuacji strajku.
Była w Prezydium Międzyzakładowego Komitetu Założycielskiego NSZZ "Solidarność" oraz sygnatariuszką Porozumień Sierpniowych. Od września 1980 roku należała do Solidarności, zasiadała w jej władzach. W październiku 1981 roku podczas spotkania z robotnikami w Radomiu dwóch funkcjonariuszy Służby Bezpieczeństwa podjęło próbę otrucia jej.
3 kwietnia 1981 roku w związku z konfliktem z Lechem Wałęsą została odwołana z Prezydium MKZ Gdańsk.
Współorganizowała strajk w Stoczni Gdańskiej 14 grudnia 1981 roku. Została internowana po rozbiciu siłą strajku, oskarżona o kontynuowanie działalności związkowej w warunkach stanu wojennego, w marcu 1983 roku Anna Walentynowicz stanęła przed sądem w Grudziądzu. Skazano ją na 1,5 roku więzienia w zawieszeniu.
W grudniu 1983 roku trafiła do więzienia za udział w próbie wmurowania tablicy upamiętniającej górników zamordowanych w kopalni "Wujek". Z aresztu zwolniono ją w kwietniu 1984 roku.
- Przecież ja nie robię nic złego, po prostu pomagam przetrwać innym. I będę to robiła, trzeba to robić. My musimy sobie nawzajem pomagać, nie wyrządzając nikomu krzywdy, wręcz przeciwnie musimy naprawiać zło. Ja w tej chwili uważam, że powinnam pomóc ludziom uwięzionym i to jest moje zadanie - mówiła Anna Walentynowicz zaraz po wyjściu z więzienia w 1984 roku.
Była przeciwniczką obrad Okrągłego Stołu. Po 1989 roku nie utożsamiała się z polityką rządzących partii postsolidarnościowych. W latach 1989-1997 współpracowała z Joanną i Andrzejem Gwiazdami przy pracy nad pismem "Poza Układem". Od 1991 roku była na emeryturze.
W roku 2000 odmówiła przyjęcia tytułu Honorowego Obywatela Gdańska. 13 grudnia 2005 roku odebrała Medal Wolności od Amerykańskiej Fundacji Ofiar Komunizmu na rzecz "Solidarności". W 2006 roku została odznaczona przez prezydenta RP Lecha Kaczyńskiego Orderem Orła Białego.
