Anna Maria Sturm nasceu em Regensburg, Baviera. Ela mora em Berlim.
Durante seus estudos na Otto Falckenberg Acting School em Munique, Anna Maria Sturm começou a representar seus primeiros papéis no Munich Kammerspiele, o teatro da cidade de Munique. Foi descoberta pelo jovem cineasta Marcus H. Rosenmueller, com quem desenvolveu intensa colaboração. Sturm interpretou o personagem principal nos filmes de amadurecimento de Rosenmuellers 'Beste Zeit' / 'Good Times' (2007) e 'Beste Gegend' (2008), e ela atua em sua biografia histórica do dramaturgo alemão Emanuel Schickaneder, 'Sommer der Gaukler '(2011).
Anna Maria Sturm também aparece em vários filmes e séries de televisão premiados, como 'Die Hebamme' (2010) e 'Tatort: Nie wieder frei sein' (2010). Na série de TV 'Polizeiruf 110', ela interpreta a jovem investigadora Anna Burnhauser.