Ана де Армас родилась 30 апреля 1988 года в Гаване, Куба. С 14 лет училась в Национальной театральной школе Кубы и начала карьеру с фильма «Роза Франции» (2006). В Испании получила известность благодаря сериалу «Чёрная лагуна» (2007–2010). В 2014 году переехала в Лос-Анджелес и стала сниматься в голливудских фильмах, включая «Кто там» (2015), «Бегущий по лезвию 2049» (2017), «Достать ножи» (2019), за который была номинирована на «Золотой глобус», «Не время умирать» (2021) и «Блондинка» (2022).
В 2024 году запланированы её роли в фильме «Мстители: Судный день» и сериале «Бананы» для Apple TV+. Ана де Армас говорит на испанском и английском языках и активно ведёт аккаунт в Instagram.