Ana Belén va estudiar cant i solfeig des que era petita amb un mestre que tenia l’estudi al mateix carrer del madrileny barri de Lavapiés. Va començar a habituar els espais radiofònics com el de Bobby Deglané. En un d’aquests programes radiofònics la va descobrir un cercatalents i, amb només 12 anys, va entrar per primera vegada a un estudi per enregistrar les seves dues primeres cançons i les seves primeres pel·lícules l’any 1974.

El seu primer treball amb Miguel Narros l’apropa al teatre i intervé a obres clàssiques com ara Las mujeres sabias, El rufián castrucho o Don Juan Tenorio. Cinc anys més tard de la seva experiència cinematogràfica, Roberto Bodegas li va trucar per protagonitzar Españolas en París (1970). Durant tots aquests anys, Ana Belén viu allunyada professionalment de la música, i encara haurà d’esperar algun temps abans de tornar-hi.

Va rodar Morbo (1971) de Gonzalo Suárez, on va coincidir professionalment per primera vegada amb Víctor Manuel. Amb ell, i sota la direcció de nou de Gonzalo Suárez, va rodar un atípic musical a terres asturianes anomenat Al diablo con el amor (1972). El 1973 comença per fi la gravació del seu primer disc en solitari, Tierra, amb cançons escrites per Víctor Manuel i arreglades per Juan Carlos Calderón. Després van venir treballs al cinema i discs com Calle del oso (1974) o De paso (1975).

El 1979 va participar al gran èxit que va suposar la versió cinematogràfica de Fortunata y Jacinta realitzada per Mario Camus. Un any més tard presenta Ana, amb temes com Agapimú, Los amores de Ana o Desde mi libertad, que assoleixen una notable repercussió. Després de l’àlbum de 1981 Con las manos llenas, va participar en dues esplèndides pel·lícules: La colmena (1982) de Mario Camus i Demonios en el jardín (1982) de Manuel Gutiérrez Aragón.

El 1982 es va instal·lar a Rio de Janeiro per complir un dels seus somnis, treballar dins de la música brasilera, la seva passió permanent durant anys.

Ana en Rio (1982) va ser un àlbum enregistrat en castellà i portuguès. A l’estat, Balancé es va convertir en tot un èxit.

Junt al seu amor, Víctor Manuel, va enregistrar en directe el disc Víctor y Ana en vivo (1983). I un any més tard grava Géminis, un àlbum amb èxits i himnes generacionals com ara Sólo le pido a Dios o España camisa blanca de mi esperanza.

Com podem observar, la carrera d’aquesta artista polifacètica és força productiva. El 1985 va gravar, junt a Víctor Manuel, Para la ternura siempre hay tiempo, on Niña de agua, Barrio de la Cruz i, sobretot, La puerta de Alcalá es van convertir en un enorme èxit a Espanya i Amèrica llatina. El 13 de març de 1986 va ser distingida pel ministre de cultura de França com a Chevalier de l’Ordre i de les Lletres Franceses.

Després d’un temps apartada, va tornar al cinema i al teatre amb títols com ara La casa de Bernarda Alba (1987), i va enregistrar junt a Camarón de la Isla la cançó de Juan Luís Guerra Amor de conuco.

Ja a finals dels anys noranta va rodar la seva primera pel·lícula com a directora, Como ser mujer y no morir en el intento (1991), que malgrat tot no va tenir un gran èxit de taquilla. Tres anys més tard, el 1994, va gravar un directe junt amb Víctor Manuel, Joan Manuel Serrat, Juan Echanove, Antonio Flores, Joaquín Sabina, Manolo Tena, Pablo Milanés i Miguel Ríos: Mucho más que dos (1994). Aquest disc recull els seus grans èxits i va esdevenir un superventes a Espanya i l’Amèrica Llatina. Amb temps encara per rodar una pel·lícula, va protagonitzar La pasión turca (1994), dirigida per Vicente Aranda, i inclús una mica més tard Libertarias (1995). Per tots aquests motius, l’Acadèmia del Cine li va entregar la medalla d’or el 1995.

L’estiu del 1996 va recórrer Espanya junt amb Joan Manuel Serrat, Miguel Ríos i Víctor Manuel amb l’espectacle titulat El gusto es nuestro. Aquesta gira va tenir un èxit aclaparador que es va repetir amb el CD homònim de la gira.

Mírame va aparèixer un any més tard, el 1997, esdevenint un altre triomf per la cantant, i on s’inclouen cançons com No sé porqué te quiero o Caruso.

En aquest disc cal destacar la participació de Chico Buarque, Lucio Dalla, Fito Páez, Chavela Vargas, Ketama o Antonio Banderas. A aquest disc el va seguir Lorquiana, aparegut el 1998.

Els seus darrers treballs, ja entrats al segle XXI, han estat Peces de ciudad (2001), amb cançons de Fito Páez, Joaquín Sabina, Víctor Manuel o Franco de Vita, i Dos en la carretera (2001) un CD i DVD de la gira que la va dur per Espanya i l’Amèrica Llatina. També cal destacar Viva l’Italia (2003), la recopilació Una canción me trajo aquí (2007) o el seu darrer treball, Anatomía, que presentarà al IX Festival del Mil·lenni junt als seus èxits de sempre.