Анна Михайловна Панкратова родилась 16 февраля 1897 года в Одессе. Выросла в бедной семье. Отец, военнослужащий, выходец из крестьян, умер, когда ей было 9 лет. Мать зарабатывала на жизнь тяжелым трудом. Несмотря на неблагополучие, Анна Панкратова окончила гимназию и историко-филологический факультет Высших женских курсов.
В годы Гражданской войны вела подпольную работу. Как утверждают биографы за Нюрой Палич (ее псевдоним), «секретарем подпольного обкома охотились белогвардейская и иностранная контрразведки». После окончания войны из-за физических перегрузок и нервного перенапряжения она страдала «сонной болезнью». Были случаи, когда на какое-то мгновение засыпала стоя, во время собственного выступления перед толпой солдат и матросов. Одессу покинула в 1920 году, но связи с друзьями поддерживала всю жизнь.
Окончила Институт красной профессуры, преподавала в вузах. В ИКП она встретила будущего мужа — молодого историка Григория Яковлевича Яковина (Мительман). У Анны Панкратовой была дочь. Сразу же после рождения дочери семья молодых историков уехала на год в научную командировку за границу — в Германию и Францию.
Вскоре семья распалась, во многом из-за различия политических взглядов. Двадцать лет спустя А. М. Панкратова назвала этот разрыв «самым трудным и больным» событием своей жизни.
В 1930 году началась кампания травли самой Панкратовой. Ей припомнили и эсеровское прошлое, а главное — обвинили в «правом уклоне». Нападки на Панкратову носили столь оголтелый характер, что потребовалось вмешательство в дело М.Н. Покровского, который, дабы защитить свою любимую ученицу, обратился ко «всем секретарям ЦК ВКП(б) и тов. Молотову». Панкратова была «отбита», но травля стоила ей нервного расстройства...
Бывший муж был арестован и сослан, а затем репрессирован в 30-ые годы. Панкратову исключили из партии и уволили. Она решила покончить жизнь самоубийством. По семейному преданию, вместе с подругой задумали коллективное самоубийство. Написали предсмертное письмо, обращенное то ли в Политбюро, то ли лично Сталину, и условились о дне и часе, когда каждая у себя дома покончит с собой. Подруга задуманное исполнила. Панкратовой в последний момент помешала домработница…
Панкратову так и не арестовали. По легенде, ее спас почему-то благоволивший ей Хрущёв, о чем он сам, якобы, и рассказал ей после войны. Как полагала сама Панкратова — её спасителем был Емельян Ярославский. Потом жизнь постепенно наладилась.
В годы Великой Отечественной войны вместе с группой специалистов Института истории АН СССР была эвакуирована в Алма-Ату. Под её руководством группа видных ученых-историков из Москвы, Ленинграда и Алма-Аты приступила к написанию «Истории Казахской ССР». Это был первый в советской исторической науке опыт обобщения истории в масштабе союзной республики.
Анна Михайловна Панкратова – автор около 200 научных работ по истории рабочего класса, революционного движения. Её труд по рабочему контролю в революционной России длительное время был основным источником для западных исследователей. Она участвовала в создании «Истории дипломатии». Главный редактор и соавтор учебника по истории СССР для средней школы.
Академик АН СССР, Член-корреспондент Германской АН в Берлине и Академии Румынии, почетный член Венгерской Академии наук.
В 1953—1957 годах — главный редактор журнала «Вопросы истории». Партийные органы расценили редакционную политику Панкратовой как излишне радикальную, в специальном постановлении ЦК КПСС ей были предъявлены обвинения в либерализме и буржуазном объективизме, фактически она была отстранена от должности главного редактора. Панкратова слегла с микроинсультом.
25 мая 1957 года академик и член ЦК Анна Михайловна Панкратова умерла от сердечного приступа.