Анна Ивановна Ильина родилась 6 декабря 1913 года в деревне Семенцово (ныне — Сычёвский район Смоленской области. Русская
Окончила начальную школу. С ранних лет работала в своём хозяйстве, затем в колхозе.
В годы Великой Отечественной войны на фронте погибли её муж и три брата. Сама же Ильина с пятью детьми оказалась в оккупации и была угнана на работы в Миснкую область Белорусской ССР. После освобождения она вернулась на родину.
Работала дояркой в колхозе "Россия". Являлась одной из лучших в своём ремесле во всём районе. Уже в 1947 году она получила надои по 3370 килограммов молока от каждой из закреплённых за ней коров. Позднее она постепенно увеличила надои до 4-8 тонн молока в год от каждой из коров. Активно занималась обучением других доярок раздою коров в СССР и Монголии.
Указом Президиума Верховного Совета ССР от 10 марта 1958 года за "выдающиеся успехи в работе по производству продуктов животноводства" удостоена звания Героя Социалистического Труда.
В январе 1967 года вышла на пенсию. Проживала в родной деревне, умерла 3 декабря 1992 года. Похоронена в деревне Субботники Сычёвского района.
Избиралась депутатом (от Смоленской области) Совета СОюза Верховного Совета СССР 4-го (1954—1958) и 5-го (1958—1962) созывов; депутатом сельского, районного и областного Советов народных депутатов. Член КПСС до августа 1991 г. Делегат 21 и 22 съездов КПСС
