A seize ans, Anna Magnani prend des cours de diction. L'année suivante, elle commence ses études à l'Académie d'art dramatique de Rome, débute sur les planches à dix-huit ans, sous la direction de Silvio D'Amico, et part en tournée en Amérique latine. A son retour, elle fait le tour de l'Italie avec une troupe de théâtre et devient chanteuse de cabaret. Elle apparaît pour la première fois à l'écran en 1934 avec un petit rôle dans L'aveugle de Sorrente (Nunzio Malasomma).
Anna Magnani sort de l'ombre en 1941, avec Teresa Venerdi (Vittorio De Sica), où elle interprète le rôle d'une actrice de variétés vulgaire et ambitieuse - l'occasion de donner libre cours à son tempérament excessif et de connaître son premier succès italien. Quatre ans plus tard, elle court après un véhicule nazi qui emporte son fiancé, en hurlant : "Francesco ! Francesco !" et tombe, mitraillée en pleine rue. Cette scène du premier chef-d'oeuvre néoréaliste, Rome, ville ouverte (Roberto Rossellini, 1945), émeut le monde entier et la consacre comme une vedette internationale. Explosive, volcanique, Anna Magnani connaît plusieurs années de gloire. Sublimée dans Le carrosse d'or (Jean Renoir, 1952), son premier film en anglais, elle est au sommet de sa carrière. En 1955, La rose tatouée (Daniel Mann), où elle incarne Serafina, paysanne immigrée au Mexique, lui ouvre largement les portes de Hollywood. Les scénaristes écrivent pour elle : dans Car sauvage est le vent (George Cukor, 1957), elle trompe son mari avec son fils adoptif ; dans Mamma Roma (Pier Paolo Pasolini, 1962), elle est mère et prostituée. Deux ans avant sa mort, elle fait une dernière apparition dans Corre va l'anno di corazio : 1870 (Alfredo Giannetti, 1971).
Entre 1971 et 1972, Anna Magnani joue dans quatre téléfilms, dirigés par le réalisateur italien Alfredo Giannetti.
Longs métrages 1950 | Camicie rosse Les Chemises rouges | Goffredo Alessandrini |
| 1946 | Abbasso la ricchezza ! Au diable la richesse | Gennaro Righelli |
| 1934 | Cieca di Sorrento (La) | Nunzio Malasomma |
| 1934 | Tempo massimo | Mario Mattoli |
| 1935 | Quei due | Gennaro Righelli |
| 1936 | Cavalleria | Goffredo Alessandrini |
| 1936 | Trenta secondi d'amore | Mario Bonnard |
| 1939 | Una lampada alla finestra | Gino Talamo |
| 1941 | Fuggitiva (La) | Piero Ballerini |
| 1941 | Teresa Venerdi Mademoiselle Vendredi | Vittorio De Sica |
| 1942 | Avventura di Annabella (L') | Leo Menardi |
| 1942 | Finalmente soli | Giacomo Gentilomo |
| 1942 | Fortuna viene dal cielo (La) | Akos Ratoni |
| 1943 | Assi della risata (Gli) | Guido Brignone, Roberto Bianchi Montero |
| 1943 | Campo de' fiori | Mario Bonnard |
| 1943 | T'amero sempre Je t'aimerai toujours | Mario Camerini |
| 1943 | Ultima carrozzella (L') Le Diamant mystérieux | Mario Mattoli |
| 1943 | Vita è bella (La) | Carlo Ludovico Bragaglia |
| 1944 | Abbasso la miseria ! | Gennaro Righelli |
| 1944 | Fiore sotto gli occhi (Il) | Guido Brignone |
| 1944 | Quartetto pazzo | Guido Salvini |
| 1945 | Roma città aperta Rome ville ouverte | Roberto Rossellini |
| 1946 | Abbasso la ricchezza ! Au diable la richesse | Gennaro Righelli |
| 1946 | Bandito (Il) Le Bandit | Alberto Lattuada |
| 1946 | Davanti a lui tremava tutta Roma Devant lui tremblait tout Rome | Carmine Gallone |
| 1946 | Sconosciuto di San Marino (Lo) [La Bête se réveille] | Michal Waszynski |
| 1946 | Un uomo ritorna Un homme revient | Max Neufeld |
| 1947 | Amore (L') | Roberto Rossellini |
| 1947 | Assunta spina | Mario Mattoli |
| 1947 | Onorevole Angelina (L') Honorable Angelina | Luigi Zampa |
| 1948 | Molti sogni per le strade La Course aux illusions | Mario Camerini |
| 1949 | Vulcano | William Dieterle |
| 1950 | Camicie rosse Les Chemises rouges | Goffredo Alessandrini |
| 1951 | Bellissima | Luchino Visconti |
| 1952 | Carrosse d'or (Le) | Jean Renoir |
| 1952 | Siamo donne : Anna Magnani Nous, les femmes : Anna Magnani | Luchino Visconti |
| 1954 | Rose Tattoo (The) La Rose tatouée | Daniel Mann |
| 1955 | Carosello del varietà | Aldo Bonaldi, Aldo Quinti |
| 1956 | Suor Letizia Dernière tentation | Mario Camerini |
| 1957 | Wild is the Wind Car sauvage est le vent | George Cukor |
| 1958 | Nella città l'inferno L'Enfer dans la ville | Renato Castellani |
| 1959 | Fugitive Kind (The) L'Homme à la peau de serpent | Sidney Lumet |
| 1960 | Risate di gioia Larmes de joie | Mario Monicelli |
| 1962 | Mamma Roma | Pier Paolo Pasolini |
| 1963 | Magot de Josefa (Le) | Claude Autant-Lara |
| 1965 | Made in Italy A l'italienne | Nanni Loy |
| 1968 | Secret of Santa Vittoria (The) Le Secret de Santa Vittoria | Stanley Kramer |
| 1971 | Roma Fellini Roma | Federico Fellini |