Urodziła się 28 października w 1856 w San Francisco[1] jako córka Dorothei Tolle i niemieckiego emigranta, magnata nieruchomości Johna Gerarda Klumpke (1825–1917). Miała sześcioro rodzeństwa, cztery siostry i braci-bliźniaków, z których jeden zmarł w dzieciństwie[4]; trzy z jej sióstr też miały znaczące osiągnięcia: Augusta jako lekarz, Dorothea jako astronom, a Julia jako muzyk[2]. W wyniku wypadku w dzieciństwie kulała[2]. Jej rodzice rozwiedli się, gdy Anna była nastolatką i od tego czasu wychowywała się z matką, kolejno w Anglii, Niemczech i Szwajcarii[2][4].
W 1877 r. przeniosła się z rodziną do Paryża, gdzie zaczęła edukację malarską od sporządzania kopii dzieł z Luwru. W 1880 r. prywatna szkoła malarska Académie Julian umożliwiła naukę kobietom[2] i Klumpke zaczęła uczęszczać na zajęcia, studiując pod kierunkiem Tony’ego Roberta-Fleury’ego i Julesa Lefebvre’a[3]. Gdy jeden z jej obrazów wystawiono w 1882 r. na Salonie Paryskim, założyła własną pracownię i zaczęła samodzielną pracę, choć nadal jeszcze uczęszczała na niektóre zajęcia w akademii[2] do 1884 r.[3]
Wielokrotnie nagradzana za portrety i pejzaże[3], począwszy od Salonu Paryskiego, na którym w 1885 r. otrzymała wyróżnienie. W 1888 r. wygrała konkurs zorganizowany przez Académie Julian. W tym okresie dużo podróżowała po Francji i Włoszech, malując liczne portrety. Za obraz W łaźni otrzymała Temple Gold Medal przyznawany przez Pennsylvania Academy of the Fine Arts za najlepszy figuratywny obraz na dorocznej wystawie[2][4]; była pierwszą kobietą, którą wyróżniono tą nagrodą[4].
Anna Elisabeth Klumpke w swojej pracowni ok. 1885-1890
W 1889 r. wróciła do USA i osiadła w Bostonie, gdzie pracowała kolejne dziewięć lat, m.in. ucząc malarstwa. W tym okresie miała też dwie (1892, 1896) duże wystawy. W 1895 r. odwiedziła Paryż i wróciła tam ponownie w 1898 r.[2] Od tego czasu nawiązała ścisłą znajomość z Rosą Bonheur, którą sportretowała, i jako jej towarzyszka zamieszkała w jej domu, Château de By, koło Fountainbleau[2]. Jej twórczość ewoluowała od akademizmu do maniery wyraźnie impresjonistycznej[4]. Najsłynniejsze jej prace to portrety Rosy Bonheur i Elizabeth Cady Stanton[5].
Po śmierci Bonheur odziedziczyła jej dom i pracownię; pracowała nad upamiętnieniem Bonheur, wydając jej biografię (1908), urządzając jej retrospektywne wystawy i organizując w Château de By szkołę plastyczną jej imienia[2].
W 1912 r. wyjechała ponownie do USA i wróciła do Francji krótko przed wybuchem I wojny światowej. W jej czasie w Château de By funkcjonowało sanatorium dla żołnierzy, za co Klumpke została odznaczona przez francuskie władze Legią Honorową[2].
W 1932 r. za namową siostry astronomki Dorothei Klumpke – pojechała do USA obejrzeć zaćmienie Słońca. W tym samym roku miała retrospektywną wystawę w Bostonie[2]. Ostatnie dziesięć lat spędziła w San Francisco, pracując nad swoją autobiografią, którą wydała w 1940 r.[2]
