Născută pe 21 septembrie 1983, în Blackwater, Queensland, Anna Meares a urmat exemplul surorii sale mai mari, Kerrie, şi, la 11 ani, a început să ia parte la concursurile de ciclism. Dificultăţile nu au lipsit însă, cea mai apropiată pistă pentru antrenamente aflându-se la mai mult de două ore de locuinţa familiei. Anna nu s-a lăsat descurajată şi a continuat să-şi urmeze visul. La fel ca şi sora sa, multiplă medaliată la Mondiale şi Jocurile Commonwealth-ului.

Primul succes a venit în 2001, când a cucerit titlul mondial de tineret la contratimp, pentru ca anul următor să facă saltul la seniori, odată cu prezenţa la Mondialele de la Copenhaga, competiţie de la care s-a întors cu o medalie de argint (sprint) şi una de bronz (contratimp). În 2003, Meares a câştigat un alt argint, la Stuttgart, în proba de Keirin.

Anna a obţinut consacrarea definitivă în 2004, an în care a câştigat primul său titlu mondial la seniori, pe teren propriu, la Melbourne, în contratimpul individual, probă în care a cucerit de asemenea şi medalia de aur la Jocurile Olimpice, stabilind totodată un nou record mondial. Tot la Atena, australianca s-a clasat pe locul 3 la sprint.

Contratimpul a fost eliminat din programul olimpic după ediţia din 2004, dar Meares a dominat în continuare proba, cucerind alte două titluri mondiale (2007, 2010) şi două medalii de aur la Jocurile Commonwealth-ului (2006, 2010). Nu a neglijat nici sprintul, făcând parte din echipa Australiei la victoriile din 2009, 2010 şi 2011 de la Campionatele Mondiale şi impunându-se la individual în 2011, an în care a câştigat şi la Keirin.

Momentul de cotitură al carierei lui Meares a avut loc în ianuarie 2008, atunci când a suferit un grav accident într-o cursă de keirin disputată în Los Angeles. Australianca şi-a fracturat o vertebră şi şi-a dislocat umărul, riscând să rămână paralizată