Anne Mattilan ensimmäinen julkinen esiintyminen oli jo 9-vuotiaana Kauhajoella. Keikkailun hän aloitti 11-vuotiaana kauhajokelaisen Risto Ala-Ikkelän orkesterin solistina. Vuotta myöhemmin Mattila hakeutui Asko Järvelän yhtyeen solistiksi esiintyen yhtyeen solistina vajaat pari vuotta pääasiassa erilaisissa pienimmissä tilaisuuksissa. Samoihin aikoihin hänellä oli myös ensimmäinen oma konsertti Karviassa. Laulu-uran alku-aikoina hän osallistui menestyksellisesti useisiin laulukilpailuihin joista voi mainita esimerkiksi jo 13 -vuotiaana voitettu jenkanlaulun Suomen mestaruus. Syksyllä 2000 Mattila vaihtoi säestäväksi yhtyeekseen Maestrot -yhtyeen. Hänen ensimmäinen tv-esiintymisensä oli samana syksynä YLE TV2:n Huvin vuoksi -ohjelman Tähtiputkessa.
Ensimmäisen levytyksensä Mattila teki jo vuonna 1998. Vuonna 2000 hän solmi levytyssopimuksen BMG levy-yhtiöön. Suuren yleisön tietoisuuteen hän ponnahti kesällä 2001 julkaistuilla Jori Sivosen säveltämillä ja Vexi Salmen sanoittamilla singleillä Asfalttiviidakko ja Pienen hetken. Singlet nousivat pikavauhtia Suomen soittolistojen kärkeen. Singlejä seurasi huhtikuussa 2002 julkaistu albumi Anne Mattila. Albumi Anne Mattila myi loppukesästä kultaa ja seuraavana vuonna jo platinaa. Mattilan seuraava albumi Enkeleitä, onko heitä julkaistiin lokakuussa 2003 ja levy saavutti kultalevyrajan parissa viikossa. Annelta on ilmestynyt kaikkiaan 15 omaa albumia ja ne ovat saavuttaneet kaksi platina- ja seitsemän kultalevyä. Annen elokuussa 2009 ilmestyneellä albumilla Kaikki muu voi mennä kuultiin ensimmäistä kertaa Annen omia sävellyksiä sekä sanoituksia. Annen viimeisin albumi Elämä on lahja julkaistiin maaliskuussa 2013.
Mattilan siskokset ovat levyttäneet yhteisen joululaululevyn ja esiintyneet useissa yhteiskonserteissa. Syksyllä 2008 siskokset tekivät ensimmäisen laajamittaisen konserttikiertueen joka käsitti kymmenen konserttia eri paikkakunnilla. Kiertueen jatkoksi sisarukset esiintyivät viikon Iskelmän -risteilyllä Punaisella merellä Egyptissä sekä Jordaniassa.
Vuodesta 2002 lähtien Mattilan taustalla on soittanut Mistral-orkesteri.
Anne Mattila oli ehdokkaana Iskelmä Finlandia -palkinnon saajaksi vuodelle 2007.
Keväällä 2011 Mattila lupautui mukaan syksyllä järjestettävään Tanssii tähtien kanssa -ohjelman kuudennelle kaudelle. Kesällä hän kuitenkin perui osallistumisensa liian tiiviin aikataulutuksen vuoksi.
