Анна Самохина родилась 14 января 1963 г. в Гурьевске Кемеровской обл. Окончила актерское отделение Ярославского театрального училища (1982), до 1988 работала в ТЮЗе Ростова-на-Дону. Дебютировала в кино, сыграв роль Мерседес в фильме Г.Юнгвальд-Хилькевича "Узник замка Иф" (1988). Дебют оказался столь удачным, что в том же году она сыграла еще две главные роли - в фильмах "Воры в законе" и "Дон Сезар де Базан". В 1990 с блеском сыграла княжну Тараканову в исторической драме "Царская охота". В начале 1990-х на счету Самохиной было уже около 20 ролей в фильмах разных жанров: "Женский день" (1990), "Брюнетка за 30 копеек" (1991), "Гангстеры в океане" (1991), "Тартюф" (1992), "Страсти по Анжелике" (1993), "Поезд до Бруклина" (1994) и др. Много снималась в сериалах – "Черный ворон" (2000-2005), "Бандитский Петербург" (2003), "Повторение пройденного" (2003), "Три цвета любви" (2004), "Гаишники" (2008), "Любовь - не то, что кажется" (2009). Всего в ее фильмографии – ок.50 лент. С 1989 играла в театре им.Ленинского комсомола, работала в антрепризах: в театре "Русская антреприза им. А.Миронова", Петербургском антрепризном Театре Комедий. Являлась совладелицей ресторанов "Граф Суворов" и "Поручик Ржевский". Была госпитализирована 25 ноября и скончалась в одном из хосписов Петербурга от рака желудка. За 4 дня до смерти, 4 февраля, министр культуры РФ Александр Авдеев подписал указ о присвоении Анне Самохиной звания Заслуженной артистки России.
Актрису похоронили 10 февраля на Смоленском православном кладбище.