Anna war schon in der Kindheit sehr sportlich unterwegs und wollte unbedingt Skirennfahrerin werden. Nachdem sie sich als Fünfjährige beim Alpin-Skifahren einen Beinbruch zugezogen hatte, versuchte sie sich danach lieber im Langlaufen, beim Fußball und Jujutsu.

Mit ca. 13 Jahren kam sie über ihre Sportverein-Trainingsgruppe zum Luftgewehr-Probeschießen. Das hat ihr so großen Spaß gemacht, dass sie direkt mit Biathlon begann. Entsprechend schloss sie sich der Ruhpoldinger Trainingsgruppe unter der damaligen Leitung von Tobias Reiter und Kristian Mehringer an. Zu der Zeit wurden sie und ein Freund bis zu viermal die Woche von Kufstein nach Ruhpolding zum Training gefahren - ein Dank an alle Eltern, die die Leidenschaft ihrer Kinder unterstützen!

Ihr internationales Debüt gab Anna beim EYOF 2013 im rumänischen Brasov. Nur ein Jahr später nahm sie als Jugendliche an der Junioren-Weltmeisterschaft in Presque Isle teil, wo sie jeweils im Sprint und in der Verfolgung die Silbermedaille gewann. Am Ende der Saison startete sie zum ersten Mal im IBU-Cup und wurde Zwölfte im Sprint.
2014 machte Anna in Kufstein die Matura, danach zog sie nach Ruhpolding und trat in das Zoll Ski Team ein.

Von den Junioren-Weltmeisterschaften 2017 in Osrblie brachte Anna Bronze im Einzel und Staffel-Silber mit. Kurz darauf lief die Zollbeamtin in Kontiolahti zu ihrem ersten IBU-Cup-Sieg.

Beim Saison-Auftakt 2019 feierte Anna auf der Pokljuka ihr Weltcup-Debüt. Dort knackte sie mit Platz zehn im Sprint und Rang elf in der Verfolgung überraschend die WM-Norm. Weitere Einsätze im Weltcup folgten sowie die Teilnahme an den Europameisterschaften in Minsk.

Die darauffolgende Saison 2019/20 begann Anna zunächst im Weltcup. Nach zwei Stationen in der höchsten Wettkampfklasse wurde die Wahl-Ruhpoldingerin anschließend im IBU-Cup eingesetzt, wo sie gleich im ersten Rennen in Obertilliach als Dritte aufs Podest lief. Außerdem wurde Anna erneut für die Europameisterschaften nominiert.

In der von der Corona-Pandemie überschatteten Saison 2020/21 wechselte Anna ebenfalls zwischen Weltcup und IBU-Cup hin und her. In der zweiten Biathlon-Liga konnte sie drei Einzel-Podestplätze erzielen, worunter auch ein Sieg in der Verfolgung von Brezno-Osrblie fällt. Am Ende reichte es trotz verringerter Wettkampfanzahl für Rang 14 in der IBU-Cup-Gesamtwertung.

Anna konnte sich gleich beim WC in Östersund zu Beginn der Saison 2021/22 mit einem neunten Platz im Einzel die halbe Olympianorm sichern. Obwohl sie kein weiteres Top-15-Resultat erzielen konnte, wurde sie für die Spiele in Peking nominiert. Dort unterstützte sie als Ersatzfrau tatkräftig ihre Mannschaftskolleginnen am Streckenrand.

In der Saison 2022/23 startete Anna zunächst im IBU-Cup, wo sie mit konstant starken Leistungen auf sich aufmerksam machte. Im Weltcup durfte sie ebenfalls wieder Einsätze sammeln und zeigte dabei eine deutliche Aufwärtstendenz. Bei der Heim-WM in Oberhof gehörte sie zum erweiterten deutschen Aufgebot. Die Saison unterstrich, dass Anna zu den konstantesten deutschen Biathletinnen im erweiterten Kader zählte.

In der Saison 2023/24 steigerte sich Anna weiter und lief im IBU-Cup regelmäßig in die Spitzenplätze. Mit mehreren Podestplatzierungen in der zweiten Biathlon-Liga untermauerte sie ihren Anspruch auf weitere Weltcup-Einsätze. Ihr läuferisches Niveau und ihre Schießstärke machten sie zu einer der konstantesten Athletinnen im erweiterten DSV-Kader.

In der Saison 2024/25 zeigte Anna Weidel eine sehr starke und konstante Leistung, insbesondere im IBU-Cup. Gleich zu Saisonbeginn überzeugte sie in Idre Fjäll mit einem dritten Platz im Sprint (1 Fehler) und einem zweiten Platz in der Verfolgung (2 Fehler), ergänzt durch einen vierten Platz im Sprint. In Arber folgte ein elfter Platz in der Verfolgung (1 Fehler). Bei den Europameisterschaften in Martell feierte sie ihren größten Erfolg der Saison mit der Goldmedaille in der Staffel. In den Einzelrennen der EM erreichte sie die Plätze 20 (Einzel), 37 (Sprint) und 23 (Verfolgung). Ihre konstant guten Leistungen im IBU-Cup setzte sie in Ridnaun fort, wo sie einen achten Platz in der Verfolgung (fehlerfrei) belegte, sowie in Otepää, wo sie unter anderem einen siebten Platz im Kurz-Einzel (fehlerfrei), einen siebten Platz in der Verfolgung (1 Fehler) und einen zehnten Platz im Sprint (fehlerfrei) erzielte und zudem den zweiten Platz in der Einfach Gemischten Staffel erreichte. Im Weltcup konnte Anna ebenfalls Erfahrungen sammeln: In Annecy belegte sie die Plätze 43 (Sprint) und 21 (Verfolgung, fehlerfrei) und beim Saisonfinale in Oslo die Plätze 50 (Sprint) und 23 (Verfolgung, 1 Fehler).

Die Saison 2025/26 begann für Anna im Weltcup in Östersund, wo sie im Einzel mit Rang 89 und acht Schießfehlern noch nicht in Topform war. Im Sprint lief sie mit einem Fehler auf Platz 42, ehe sie in der Verfolgung mit nur einem Stehend-Fehler deutlich auf Rang 24 vorlief. Beim Weltcup in Hochfilzen folgte der nächste Aufwärtstrend: Im Sprint blieb sie mit null Fehlern und belegte den starken achten Platz, in der Verfolgung folgte trotz zwei Fehlern ein zehnter Platz. Zudem stand sie mit der deutschen Staffel als Dritte auf dem Podium. Im französischen Annecy setzte Anna ihre gute Form fort: Im Sprint lief sie mit null Fehlern auf Platz 17, in der Verfolgung folgte mit nur einem Fehler Rang 14 und im Massenstart überzeugte sie mit lediglich zwei Fehlern und einem starken zehnten Platz. Nach dem Jahreswechsel konnte sie in Oberhof mit Platz 32 im Sprint und Platz 43 in der Verfolgung nicht ganz an die Vorweihnachtsleistungen anknüpfen. Bei der folgenden Weltcup-Station in Nové Město na Moravě belegte sie im Kurz-Einzel Platz 44 und lief mit der gemischten Staffel auf Rang 11. 

Erste WC-Platzierung: 2018 Pokljuka 66. Einzel
Erste WC-Top-10: 2018 Pokljuka 10. Sprint

IBU-Gesamtwertung 2021: 14.

WC-Gesamtwertung 2022: 52

WM 2023 Oberhof 87 EZ
EM 2020 Minsk 23 VF
EM 2020 Minsk 38 SP
EM 2020 Minsk 57 SS
EM 2019 Minsk 5 Single-Mixed-Staffel
EM 2019 Minsk 10 EZ
EM 2019 Minsk 14 VF
EM 2019 Minsk 22 SP
JWM 2017 Osrblie 2 Staffel
JWM 2017 Osrblie 3 EZ
JWM 2017 Osrblie 4 VF
JEM 2017 Nove Mesto 1 EZ
JWM 2015 Minsk 3 Staffel
JWM 2015 Minsk 19 EZ
JWM 2015 Minsk 34 VF