Urodziła się 18 maja 1899 r. w Odessie. Dziadek Arkady, za udział w powstaniu styczniowym lat 1963–1964 został zesłany na Syberię, a jego majątek skonfiskowano. Ojciec Bronisław (1854–1918), siostrzeniec gen. Józefa Sowińskiego (1777–1831) dowódcy obrony reduty na Woli w Warszawie podczas powstania listopadowego 1831 r., służył w rosyjskiej czarnomorskiej flocie handlowej w stopniu kapitana. Matka, Maria z Millerów, posiadała własność ziemską koło Mersyny w Turcji. Miała dwóch braci: Eugeniusza i Jerzego oraz dwie siostry.
Wychowywana w atmosferze patriotycznej, od najmłodszych lat wykazywała zamiłowania do rysowania. Po ukończeniu gimnazjum studiowała malarstwo w Warszawie.
Podczas I wojny światowej angażowała się w działalność powstających w Odessie polskich organizacji. Początkowo współpracowała z odesską placówką Polskiej Organizacji Wojskowej, od 1 lipca 1919 r. podjęła służbę w szeregach KN 3 POW w Odessie. Posługiwała się pseudonimami Maria Dłuska, Karol Scholz i Anna Borysówna. Zatrudniała się w wojskowych instytucjach sowieckich, ukraińskich i białogwardyjskich, by prowadzić działalność wywiadowczą.
W styczniu 1920 r. Armia Ochotnicza gen. Antona Denikina wycofała się z Odessy przed atakującą armią bolszewicką. Mimo świadomości zagrożenia Anna Węgrzynowska podjęła decyzję o pozostaniu na placówce i prowadzeniu dalszych działań wywiadowczych. Prowadziła również komórkę paszportową specjalizującą się w podrabianiu blankietów i pieczęci instytucji bolszewickich. Funkcjonowała jako Anna Borysowna, malarka portrecistka.
Po ośmiu miesiącach intensywnej pracy wywiadowczej, na skutek działań prowokatora Michaiła Wołkowa, została aresztowana 20 października 1920 r. razem z matką, dwiema siostrami oraz stryjem Klemensem Węgrzynowskim przez bolszewicką tajną policję CzeKa. Przeszła bardzo ciężkie śledztwo. Bita i torturowana, nie dała się złamać. Rozstrzelana w nocy z 29 na 30 października 1920 r. wraz z komendantem K. Łastowskim ps. Życki, K. Zalewskim i J. Holecką ps. Maria Dunin. Jedynie S. Czarnecki pozostał na wolności i próbował odtworzyć organizację, ale i on w listopadzie wpadł w ręce CzeKa i następnie został rozstrzelany .
Henryk Józewski, (1877–1980), Komendant Naczelny KN 3 POW w roku 1919, we wniosku na order Virtuti Militari napisał:
„(...) wywiadowczyni o dużej inicjatywie i bezwzględnej odwadze. Przy każdej ze zmieniających się władz zajmowała zgodnie z potrzebą stanowiska w centralnych instytucjach wojskowych nieprzyjaciela (Armia Czerwona), względnie wojsk obserwowanych (Armia Denikina), dając ogromny zapas materiałów pierwszorzędnej wartości. (...) W czasie naszej zwycięskiej ofensywy, jak również w czasie odwrotu wojsk z Ukrainy, z niespożytą energią pracowała, przynosząc duży pożytek akcji wywiadowczej. Aresztowana w składzie placówki Odeskiej w październiku 1920, badana wielokrotnie, pod żadną z gróźb i tortur nie wydała tajemnic Jej powierzonych (...) godnie poniosła śmierć w imię dobra Ojczyzny. (...)