Anna Politkowskaja wurde in New York geboren und besaß ihr Leben lang auch die US-amerikanische Staatsbürgerschaft. Ihre Eltern waren ukrainischer Abstammung und arbeiteten im diplomatischen Dienst der Sowjetunion bei den Vereinten Nationen. Als 20-jährige Studentin heiratete sie Alexander Politkowski. 1980 schloss sie das Journalismus-Studium an der Moskauer Lomonossow-Universität ab. Von 1982 bis 1993 arbeitete Politkowskaja bei verschiedenen Zeitungen und Verlagen, unter anderem für die russische Tageszeitung Iswestija und die Zeitschrift Megapolis-Ekspress. Von 1994 bis Mitte 1999 war sie als leitende Redakteurin für Notfall- und Krisensituationen, Kommentatorin und Stellvertretende Chefredakteurin bei der Wochenzeitung Obschtschaja Gaseta tätig.

Politkowskaja gehörte zu den wenigen Journalisten, die während des Tschetschenienkrieges bewusst und kontinuierlich im Widerspruch zur offiziellen Darstellung aus der Krisenregion berichteten. Die Reporterin rapportierte über Verbrechen der russischen Armee und der mit ihnen verbündeten paramilitärischen tschetschenischen Gruppen, über Folter, Mord und unrechtmäßige Bereicherung durch Raub, Korruption, Unterschlagung oder Veruntreuung im Kriegsgebiet. Dabei belastete sie unter anderem den Putin-Verbündeten Ramsan Kadyrow.

Als Mitarbeiterin der Moskauer Zeitung Nowaja Gaseta galt sie im Westen als unabhängige Journalistin. In Russland wurde sie von vielen Journalistenkollegen als „Nestbeschmutzerin” angesehen und in russisch-nationalistischen Kreisen als „Feindin des russischen Volkes” betrachtet. 2001 verließ sie nach Morddrohungen Russland und lebte einige Monate in Österreich, kehrte dann aber zurück. Im Februar 2002 wurde sie in Tschetschenien kurzzeitig vom russischen Militär verhaftet.

2002 bot sie sich als Vermittlerin im Moskauer Geiseldrama im Dubrowka-Musicaltheater an. Im Jahr 2004 berichtete sie, bei einem Flug Anfang September nach Beslan Opfer eines Giftanschlags gewesen zu sein. Nachdem sie einen Tee getrunken hatte, wurde sie ohnmächtig und musste in ein Krankenhaus in Rostow am Don eingeliefert werden.

Anna Politkowskaja wurde am Samstag, dem 7. Oktober 2006 gegen 16:03 Uhr im Aufgang ihres Wohnhauses in der Moskauer Lesnaja-Straße durch mehrere Schüsse getötet. Eine Kugel traf sie in die Brust, eine weitere in den Kopf. Die Schüsse wurden aus einer Pistole der Marke Makarow abgegeben. Die Polizei fand am Tatort vier Patronenhülsen. Gegen 17 Uhr fand eine Nachbarin Politkowskaja tot im Lift. Das Bild des mutmaßlichen Täters wurde von der im Eingangsbereich montierten Überwachungskamera aufgezeichnet. Der Mord geschah am Geburtstag des damaligen russischen Präsidenten Wladimir Putin. Anna Politkowskaja, die auf dem Trojekurow-Friedhof im Südwesten von Moskau beigesetzt wurde, hinterließ zwei erwachsene Kinder.

Westliche Politiker und Menschenrechtsgruppen forderten eine schnelle Aufklärung des Falles. Die Zeitung Nowaja Gaseta, für die Politkowskaja geschrieben hatte, setzte für Hinweise zur Verhaftung des Mörders und der Hintermänner umgerechnet rund 738.000 Euro Belohnung aus.