Née à Ferrare, Anna Caterina Antonacci remporte en 1987 le concours Verdi de Parme, puis l'année suivante, les concours internationaux “Maria Callas” et “Luciano Pavarotti”. En 1990, la critique italienne lui décerne le Prix “Abbiati”, sa carrière internationale prenant dès lors son envol.
Son extraordinaire timbre vocal et ses talents de tragédienne lui permettent d’aborder aussi bien des rôles de soprano que certains rôles de mezzo soprano, puisant dans les répertoires des XVIIe et XVIIIe siècles : elle sert Monteverdi (L'incoronazione di Poppea, Il Combattimento di Tancredi e Clorinda, Purcell (Dido and Aeneas), Haendel (Rodelinda, Agrippina, Serse…), Glück (Armide), Paisiello (Nina, o sia La pazza per amore) ou Mozart (Dorabella et Donna Elvira, Donna Elvira …).
Rossinienne reconnue, elle excelle tant dans l'opéra buffa (La Cenerentola, Il barbiere di Siviglia) que dans l’opéra seria (Ermione, Semiramide, Elisabetta regina d'Inghilterra, Mosè in Egitto, La donna del lago…). Elle chante Bellini (Adalgisa dans Norma, Romeo dans I Capuleti e i Montecchi), Donizetti (Elisabetta dans Maria Stuarda face à Barbara Frittoli), Verdi (Un giorno di Regno), Bizet (Carmen), Massenet (Dulcinée dans Don Quichotte, Charlotte dans Werther), Stravinsky (Pulcinella)… jusqu'au répertoire contemporain (Tre Veglie de Fabio Vacchi, et Vita de Marco Tutino.
Elle a chanté avec les chefs d’orchestre les plus renommés tels Claudio Abbado, Riccardo Chailly, William Christie, Sir Andrew Davis, John Eliot Gardiner, René Jacobs, Sir Charles Mackerras et Riccardo Muti.
Se concentrant dorénavant sur le répertoire pour soprano, elle interprète avec succès durant la saison 2003/2004 le rôle de Cassandre dans Les Troyens au Théâtre du Châtelet (Sir John Eliot Gardiner), Idomeneo au Nederlands Opera et au Maggio Musicale Fiorentino, et Hans Heiling de Marschner a Cagliari. Elle a récemment chanté L'incoronazione di Poppea avec René Jacobs au Théâtre de Champs-Élysées puis à l'Opéra de Paris et enfin Alceste à l’Opéra de Parme.
Ses projets comprennent Alceste au Festival de Salzbourg, La Juive à l'Opéra de Paris et Vitellia dans La clemenza di Tito au Grand Théâtre de Genève et à l'Opéra de Paris. Carmen sous la direction d’Antonio Pappano à Covent Garden, Cassandre (Les Troyens) au Grand Théâtre de Genève, Falstaff (Alice) au Théâtre des Champs-Élysées et Medea au Teatro Massimo de Palerme. En 2006, elle donnera un récital en hommage à Pauline Viardot au Châtelet (Paris) et Wigmore Hall de Londres, puis chantera Les Nuits d'Eté de Berlioz avec Sir Colin Davis au Théâtre des Champs-Élysées à Paris.
Anna Caterina Antonacci enregistre dorénavant en exclusivité pour le label Naïve.