Робб родилась 8 декабря 1993 года в Денвере, штат Колорадо, США, в семье Джанет и Дейва Робб. Она была названа в честь её прабабушки по материнской линии, Анны Софи, и её бабушки по отцовской линии, Анны Мари. У неё есть собака Белла, помесь болонки с пуделем. Она любит петь, кататься на сноуборде, танцевать и читать, особенно фэнтези и альтернативную историю (фантастические жанры). Занималась танцами и спортивной гимнастикой на протяжении четырёх с половиной лет.
Впервые появилась перед камерой в телевизионной рекламе для Макдональдса. Первым участием в серьёзных съёмках можно считать роль в независимой короткометражной ленте «День отца», которая так и не была выпущена в прокат, а также её появление в одном из эпизодов сериала Дрейк и Джош канала Nickelodeon. В 2004 году получила главную роль в телевизионном фильме «Саманта: Каникулы американской девочки». В 2005 пробовалась на роли Эмили в триллере «Игра в прятки» и Розмари в комедии «Маленький Манхэттен», но потерпела неудачу.
Первую популярность Робб принесла роль в семейной драме Уэйна Вонга «Благодаря Винн-Дикси», в том же году вышел фильм Тима Бёртона «Чарли и шоколадная фабрика», в котором АннаСофия сыграла роль заносчивой спортсменки по имени Вайолетт.
В том же 2005 году Робб стала лицом одежной марки для девочек Trad Clothing. В начале 2007 были представлены триллер «Жатва» и фэнтезийная семейная драма «Мост в Терабитию», снятая по одноимённой книге Кэтрин Патерсон. Саундтрек «Keep Your Mind Wide Open», исполненный Анной Софией специально для этого фильма, попал в чарт «American Top 100 Singles» в феврале 2007 года. В том же году в Каннах был показан драматический фильм «Мечтай и ты будешь путешествовать» режиссёра-дебютанта Брэда Айзека, в котором Робб исполнила одну из главных ролей, а также прошла телевизионная премьера детского приключенческого фильма «Ложь и шпионы».
В феврале 2008 года вышла картина «Телепорт» режиссёра Дага Лимана, где АннаСофия исполнила роль главной героини в школьные годы. Через месяц в ограниченный прокат вышла драма «Лунатизм». Вместе с Робб в съёмках участвовали Шарлиз Терон, Ник Стал, Вуди Харрельсон и Деннис Хоппер.
В данный момент готовится к премьере картина «Ведьмина гора» (премьера в марте 2009) и анонсирован фильм «Dear Eleanor». Так же есть информация о подготовки двух других проектов, «Bloody Jack» и «Summer of Kings».
Живет в Денвере, штат Колорадо.
Фильмы
Год - на русском языке - на языке оригинала - роль:
2009 - Ведьмина гора - Race To Witch Mountain - Сара
2008 - Телепорт - Jumper - молодая Милли
Ложь и шпионы - Spy School - Джеки Хоффман
2007 - Лунатизм - Sleepwalking - Тара
Мечтай и ты будешь путешествовать - Have Dreams, Will Travel - Кесси Кеннингтон
Жатва - The Reaping - Лорен МакКоннелл
Мост в Терабитию - Bridge to Terabithia- Лесли Бурк
2005 - Чарли и шоколадная фабрика - Charlie and the Chocolate Factory - Вайолет
Благодаря Винн-Дикси - Because of Winn-Dixie - Опал
