Анна Степановна Демидова родилась 14/26 января 1878 года в городе Череповце. Её отец — мещанин Степан Александрович Демидов — был гласным Череповецкой городской думы и уездного земского собрания членов городской управы, а также председателем «Череповецкого общества взаимного от огня страхования». Анна Демидова училась в Леушинской школе. По семейному преданию, императрица Александра Федоровна заинтересовалась её рукодельем на выставке рукодельных работ Леушинского монастыря в Ярославле, и таким образом Анна попала на службу комнатной девушки при царской семье в 1901 г. Последний раз А.С.Демидова приезжала в Череповец в 1907 году. После Февральской революции 1917 года осталась с царской семьёй и последовала за ними в ссылку в Тобольск, а затем и в Екатеринбург. С 15 января 1918 года Анна Демидова перестала официально числиться на службе у Николая II и уехала на свою голгофу добровольно, фактически как член семьи бывшего самодержца. Причем у нее многократно имелась возможность оставить императора, но каждый раз Анна, пренебрегая своим благополучием, оставалась верна христианскому долгу. В ночь на 17 июля 1918 года она была расстреляна в подвале дома Ипатьева г. Екатеринбурга вместе с царской семьей. Похоронена в Ганиной яме под Екатеринбургом.
В 1981 году Анна Демидова была вместе со всеми жертвами екатеринбургского убийства канонизирована Русской Православной Церковью за рубежом (наряду с семьёй Николая II тогда же были канонизированы находившиеся при ней слуги).16 октября 2009 года Генеральная прокуратура Российской Федерации приняла решение о реабилитации 52 приближённых царской семьи, подвергшихся репрессиям, в том числе Анны Демидовой. В настоящее время документы для причисления Анны Демидовой к лику святых переданы на рассмотрение в Святейший Синод РПЦ.