Родена е на 1 юли 1982 г. в Стара Загора в семейството на Светла и Георги Атанасови. Майка й е родом от санданския край (дядото на Анелия по майчина линия е от с. Ласкарево, баба й е от с. Любовка), но още малка се премества със семейството си в Стара Загора. Родът на Анелия по майчина линия е съставен от известни музиканти. Дядовците й са гайдари и тамбуристи. Кръстена е на дядо си по бащина линия, Атанас. Майка й пее в група до 35-годишна възраст. Тя записва малката Анелия на пиано още в детската градина. Впоследствие, за да развие музикалния й слух, иска да я запише да свири на тамбура, но няма възможност и заради това бъдещата певица учи гъдулка.
Началното си образование талантливата изпълнителка завършва в Стара Загора. Анелия е във 2 клас, когато по инициатива на Славка Иванова (нейна учителка по пеене в началното училище) е сформирано триото "Гласовити тракийчета" - в него участват Анелия и още две нейни съученички. През 1994 г. триото записва в Балкантон собствена плоча с народни песни, предимно от Тракия. Също по инициатива на Славка Иванова след това Анелия пее в малкия хор на ансамбъл "Загорче". За нея Анелия казва, че е "главният виновник" да започне да се занимава с музика. Като малка ходи и на уроци по солфеж, народни танци, тренира художествена гимнастика. Димитър Колев, диригент в Радио Стара Загора, препоръчва Анелия да учи гъдулка при Начко Влайков. Това става факт, когато певицата е в началото на 5 клас. Анелия доверява за този период: "Начко Влайков ме подготви за музикалното училище, той ми показа как се свири по ноти, какво е орнаментът и започнах постепенно да навлизам в музикалната теория. Много добър педагог е.
През 1996 г. Анелия е приета в Средното музикално училище "Филип Кутев" - Котел - първа в класирането на приетите ученици, с оценка 6,00 по гъдулка и 5,50 по солфеж. Впоследствие с гъдулката получава и множество награди. През 1997 г. баща й умира от рак. На въпроса: "Ако имаш вълшебна пръчица и възможността да изпълниш три свои желания, какви ще бъдат те?", Анелия отговаря: "Нямам три желания, имам само едно - да можеше и баща ми да ми се радва сега."
Във втори курс в музикалното училище започва усилено да самоусъвършенства техниката на гласа си, особено орнаментиката. От трети курс пее по заведения предимно в родния си град - през ваканцията, също в Котел и Казанлък. През 2001 г. завършва средното си образование в СМУ "Филип Кутев", специалност "Гъдулка".
През лятото на 2005 г. Анелия е приета (отново първа в класирането) в Държавната музикална академия "Панчо Владигеров", специалност "Поп и джаз пеене".

Преди да завърши музикалното си образование, се запознава с Милко Калайджиев - музикант и дългогодишен изпълнител на попфолк музика. Тя е на дискотека в Свиленград, където има негово участие. По молба на неин познат и със съгласието на певеца, Анелия изпълнява една песен. "Онемях, като я чух", спомня си после Милко Калайджиев.Той настоява след завършване на музикалното училище Анелия да започне работа при него, и тя приема. Впоследствие, по молба на друг музикант - Драгия Русев, син на тракийската певица Динка Русева, Ани заминава да пее в Швейцария, където работи Драгия по това време. През есента на 2001 г. Анелия прави за един месец репертоар от над 100 сръбски песни. След два месеца работа в Цюрих и Бриг Анелия се връща в България и се среща с Милко Калайджиев, който я завежда на пробен запис в "Пайнер мюзик", тъй като знае, че по това време Тодор Димитров-Токича търси изпълнители за новия си лейбъл, днес несъществуващ, "Про мюзик", който е част от "Пайнер". Самата Анелия споделя, че срещата й с Токича е най-големият късмет в живота й. Така в началото на 2002 г. Анелия сключва договор с "Пайнер", а Тодор Димитров-Токича става неин музикален продуцент.

• Дебютният й албум "Погледни ме в очите" излиза в края на декември 2002 г. Още с появата си на пазара албумът застава начело във всички класации и остава там в продължение на половин година. През 2003 г. е продаден в 100 000 екземпляра, което поставя Анелия на първо място през тази година по продажби сред българските изпълнителки въобще.
• На 14 и 15 юни 2003 г. в Летния театър в Пловдив се провежда конкурса за авторска песен на фолклорна основа "Тракия Фолк". Въпреки сериозната конкуренция Анелия печели първа награда на публиката с песента "Обичай ме". Завръщането й на сцената е на Вторите годишни награди на телевизия "Планета", където тя получава специална награда - за изпълнител, чиито клипове са били най-предпочитани в ефира на телевизията за 2003 г.
• На 9 април 2004 г. вторият й албум "Не поглеждай назад" е на пазара. Той също е продаден в над 60000 екземпляра за 2004 г., което за пореден път я поставя на първо място по продажби сред българските певици. Хитовете от албума са "Обичай ме", "Искам те", "Две тела" и "Една минута". 
През 2004 година Анелия е една от осемте изпълнителки, които участват в първото турне "Планета Прима 2004". Микса й включва едни от най-големите й хитове, сред които са песните "Само мене нямаш", "Погледни ме в очите", "Искам те" и др.
• На 15 март 2005 е издадено - "Анелия - The Best Video Collection", първото самостоятелно ДВД на изпълнителката, което включва всичките и клипове за периода 2002 - 2004, както и представянето й на турне "Планета Прима 2004".
През 2005 година Анелия отказва участие в турне "Планета Прима 2005" за да може да подготви новия си албум. Но поради огромния интерес към нея тя е гост-изпълнител на двата най-големи концерта от турнето - Варна и Пловдив. 
Третият самостоятелен албум на Анелия "Всичко води към теб" излиза на пазара на 16 август 2005 г.
Пилотният едноименен сингъл е обявен за хит на лято 2005 г. и става един от най-големите хитове за годината. Освен заглавната песен популярност добиват и песните "Не спирай", "Как предаде любовта" и "Не мога да спра да те обичам".
• През 2006 Анелия отново е част от турнето "Планета Прима 2006". Пред публика от стотици хиляди тя изпълнява хитовете си, сред които "Само за миг", "Всичко води към теб", "Не спирай" и други. 
На 05 октомври 2006 излиза четвъртия самостоятелен албум на Анелия - "Пепел от рози". Той включва 10 авторски композиции, сред които хитовете "До зори", "Само за миг", "Вятър в косите ти" и "Щом си до мен".
По желание на президента на Република България Анелия е поканена като член на инициативен комитет за издигането на Георги Първанов за втори мандат.
• През 2007г. Анелия отново е една от звездите на турнето "Планета Дерби 2007". 
За първи път тогава в родния си град Стара Загора, тя прави премиера на дуетната си песен с Миро "Завинаги" с която впоследствие печелят много награди.
Анелия взима участие в благотворителния концерт за българските медици в Либия под патронажа на президента Георги Първанов.
• На 14 април 2008г. излиза петия самостоятелен албум на Анелия - "Единствен ти".
Звездата е включила в него десет песни,плюс ремикс на дуета с Миро "Завинаги" и инструментал на "Следа от любовта". Това е първият самостоятелен проект на певицата след раздялата й с музикалния продуцент Тодор Димитров - Токича.
Творческата натура на Анелия намира израз и в композирането на песни като "Единствен ти","Завинаги"/с Миро/, "Запомни" и в писането на текстове за песните - "Завинаги", "Запомни","Въпрос за любовта". Анелия прави и смели експерименти в някои от новите си композиции, каквато е песента "Дъх". Водещата песен "Запомни" е по текст и музика на Анелия, а аранжиментът е на Александър Дончев и Иван Иванов.
На 1 юли, Анелия разтърси феновете си с уникални живи изпълнения на някои от най-големите хитове от 90-те години до днес в съвременни аранжименти на втория за годината "MAD Secret Concerts by Coca-Cola".
Сред песните, които изпълни навръх рождения си ден, са откриващата "Frozen" на Madonna,"Listen to your heart" на Roxette, "Overload" на Sugababes, "Say it Right" на Nelly Furtado,"Liberian girl" на Michael Jackson. "No more drama" на Mary J Blidge бе върховния момент в шоуто и любимата песен на Анелия, която тя винаги е мечтала да представи на голяма сцена.Певицата направи невероятен дует с още една звездна дама от българската сцена - Нора от Music Idol 2 ("I'm Outta Love" на Anastacia), дует с българо-австрийския хип-хопър,продуцент и режисьор Leon ("Ready Or Not" на Fugees), с който вдигнаха на крака цялата публика, а за финал звездата представи уникална съвременна версия на фолклорната песен "Не казвай любе лека нощ" с участието на електронната формация "Bulgaro".
През 2008г. Анелия отново е сред учасниците на националното турне "Планета Дерби Плюс 2008",където представя някой от хитовете от най-новия си албум "Единствен ти".
В категория "Сцена и музика" на церемонията по връчване на наградите на сп. "Грация" Анелия получава приза "Жена на годината", преборвайки колежката си Преслава и изпълнители от поп жанра. В анкетата гласуват хора от цяла България, прецедент е, че певица от нейния жанр получава това отличие. 
• През 2009г. (24.02) на седмите годишни музикални награди на телевизия "Планета" Анелия печели награда за за особенни постижения (цялостен принос) за 2008г., номинирана е и в категориите за артистично присъствие във видеоклип, песен, албум и певица на годината.
Петият самостоятелен проект на певицата - "Единствен ти" печели два пъти титлата албум на годината - от наградите на сп. "Нов Фолк" и радио "Романтика".
Анелия се появява на корицата на списанията: ''ОК'' - с Ивон (21.02) , ''Story'' (27.02) , "Нов Фолк" (18.05) , "ELLE" (юли/август) , ''Story'' (28.08) , "Нов Фолк" - с Илиян (05.10) .
През 2009г. Анелия отново взима успешно участие в националното турне "Планета дерби", където представя микс от хитовете "Все едно ми е","Не ме принуждавай", "Добрата,лошата", "Поръчай пак" и "Продължавам".
• Изминалата 2010 година отново се оказа доста динамична в кариерата на Анелия. На 02 януари, дни след посрещането на новата година певицата гостува на Вихра и Даниела в първото издание на „Станция Нова” за 2010-та година.
През февруари Анелия показа своята съпричастност към пострадалите от голямото земетресение в Хаити, като взе участие в благотворителния концерт организиран от УНИЦЕФ и БТВ - "Надежда за децата на Хаити" (02.02).
На 23-ти февруари телевизия "Планета" връчи осмите си годишни музикални награди. Анелия получи приза за поп хит на 2009-та година за песента “Обичам те” . На концерта в зала 1 на НДК певицата изпълни песента “Готов ли си?”. На 26 февруари е излъчено видеото към "Ако с теб не съм" - клипът е пилотен за най-новият албум на изпълнителката "Добрата, лошата" , който се появява на музикалния пазар на 11 март, а ден по късно, на 12 март , в столичната дискотека "Night Flight" се провежда промоцията на шестия самостоятелен музикален проект на Анелия. В албумът има две нови песни- “Проблем” и “Играта ми харесва”.
На наградите на сп. “Нов фолк”, които се проведоха на 23 март Анелия и Илиян получиха приза за дуетна песен на 2009-та за “Две неща”. На 31 март се състояха Годишните любовни награди на радио "Романтика", Анелия е отличена в категорията "Изпълнител на Авантюра" за 2009 г.
На 21 април в "Планета Пайнер Клуб" в Стара Загора се проведе откриването на националния фен клуб на Анелия, събрал нейни почитатели от цялата страна.
Видеото към един от тоталните хитове за 2010-та година "4 секунди", в който специално участие взима Йордан Йончев (Гъмзата) - водещ музикант в оркестъра на "Ку-Ку Бенд" и известен като един от най-добрите тромпетисти в България, се появява 06 юни. 
На 09 юли на площад “Александър Невски” се състоя концертът по случай 20 години музикална компания "Пайнер" и старта на новата телевизия "Планета HD". Анелия се представи с две песни, един от най-новите си хитове “Готов ли си” и емблематичната за кариерата й песен “Погледни ме в очите”. По традиция на 15 юли стартира турнето на телевизия "Планета", в което Анелия отново взима участие. Миксът й се състои от 4 песни - "Готов ли си?", "Проблем", "Поръчай пак" и "4 секунди".
След приключване на лятното турне на телевизия "Планета" , Анелия се подготвеше за своето самостоятелно турне в САЩ и Канада. Певицата изнесе 12 запомнящи се концерта - Ню Йорк, Атланта, Чикаго, Лас Вегас, Вашингтон, Тампа, Лос Анджелис, Атлантик сити са само част от градовете, през които премина "Anelia U.S. Tour 2010". За концерта на Анелия в Атланта бе построена специална мащабна сцена с убийствен саунд и осветление. Певицата прекара и седмица в Канада, където зарадва феновете си с незабравими концерти в Торонто и Монреал.
На 09 октомври Анелия стъпи на българска земя, на летището я посрещнаха най-скъпите й хора - дъщеря й Ивон и майка й. Освен тях с нетърпение я очакваха част от фен клубът й, както и екипи на "Планета" и сп. "Нов Фолк". Дни след завръщането си в България, Анелия започна работа по нови проекти.Дни след завръщането си в България, Анелия започна работа по нови проекти. Певицата побърза да зарадва феновете си с клип към песента "Раздялата", в който се появи с изцяло нова визия, с което показа, че изненадите от нея тепърва предстоят.
На 02 декември се състоя концерт по случай деветият рожден ден на телевизия "Планета". За публиката в зала "Фестивална" Анелия изпълни тоталните си хитове за 2010-та година - "Четири секунди" и "Раздялата". 
И тази година певицата за пореден път взе участие в концерта за децата на „Българската Коледа“, който се проведе на 25 декември в Народния театър „Иван Вазов“.

• Изминалата 2011г. е поредната изпълнена с много хитове, експерименти и провокации за Анелия.
В първия месец на вече изминалата година, гласовитата изпълнителка се отдаде на кратка почивка в Доминиканската република. Изпълнена с много енергия и творческо вдъхновение, Анелия се завръща в България и започва усилена работа по нови проекти.
Категорична победа в една от най-мащабните онлайн класации за “Фолк певица на годината”, проведена в социалния големец Facebook бележи хитовата изпълнителка през февруари. Над 1300 гласа в официалната страница на светското списание “Хайлайф” осигуряват върховата позиция на Анелия.
През същия месец се провеждат традиционните за годината музикални награди на телевизия “Планета“. В изискани тоалети, дело на световни дизайнери, Анелия е удостоена със специална награда за “Хит на лято 2010” с песента “Четири секунди” в дует с Йордан Йончев – Гъмзата. Появата й на сцената е придружена с бурни овации и триметров плакат “Анелия – истинската певица на годината”, с което почитателите потвърждават резултатите от проведеното дни преди събитието онлайн допитване за “Фолк певица на годината”.
На 23-ти март, точно месец след наградите на телевизия “Планета”, списание “Нов Фолк” също раздава призове на заслужилите в жанра. Отново приета с бурни овации от публиката, Анелия е отличена с награда за “Албум на годината“ – за “Добрата, лошата” и специален приз за “Вокално майсторство”.
В късните часове на 3-ти април, почитателите на най-слушаната музика у нас са изненадани с премиерата на “Така ме кефиш ” – дългоочакваното ново видео на Анелия, дело на режисьора Людмил Иларионов-Люси. Във видео реализацията участват 40 атлетични красавци, които блестящо допълват образа на различната и по-разчупена Анелия. Проектът се радва на хиляди ротации за кратък период от време и се отличава като един от големите хитове на 2011г.
След силния старт на годината с "Така ме кефиш", Анелия продължава хитовата серия с "Проба-грешка". Певицата отново поднася на аудиторията поредният си музикален експеримент, който е дело на съвсем ново име сред композиторите у нас - Николай Пашев и за кратко се превръща в един от фаворитите за изминалата година.
През вечерта на 6-ти декември се състои премиерата на дългоочакваното ново видео на Анелия към песента “Игри за напреднали”, чието заглавие носи и седмият самостоятелен албум на изпълнителката. За броени часове “Игри за напреднали” се превръща в едно от най-гледаните и обсъждани видеа в Мрежата.
С бляскав концерт-спектакъл в столичния клуб “Night Flight” Анелия отбеляза промоцията на седмото бижу в колекцията си – “Игри за напреднали”. Заслужени аплодисменти от колеги, приятели, журналисти и почитатели получи певицата, а събитието бе определено като едно от най-запомнящите се за годината.
Във финалните часове на промоцията, темпераментната изпълнителка бе удостоена със специална статуетка и приз “Певица на всички времена” от своите почитатели, а тя от своя страна обеща много изненади и още по-големи хитове през новата 2012г.