Ани Петросян родилась 29 сентября 1981 года в Ленинакане (ныне — Гюмри). После разрушительного землетрясения её семья переехала в Москву, где Ани продолжила обучение. Вернувшись в Армению, она окончила школу в Гюмри, затем поступила в театральную студию имени Амо Бекназаряна в Ереване.
Позже продолжила образование в Ереванском государственном институте театра и кино. С 2004 года Ани Петросян работает в Национальном академическом театре имени Габриела Сундукяна, где сыграла десятки ролей в классических и современных постановках.
Её сценический стиль отличается искренностью, точной интонацией и умением передавать внутреннюю драму персонажа. В кино актриса проявила себя как исполнительница широкого диапазона ролей. Среди её работ — фильмы и сериалы.
В романтической комедии «Покер: игра по правилам любви» она исполнила одну из главных ролей. В комедии «Требуется миллионер» предстала в образе современной женщины в поиске себя.
Также она сыграла в драматическом фильме «Большая история в маленьком городе», раскрывающем социальные и семейные конфликты, и в комедии «Где мой мужчина?». Ани
Петросян не ограничивается только актёрской деятельностью — она активно участвует в культурных инициативах, поддерживает молодёжные проекты и проводит творческие встречи.
Для неё профессия — это не просто исполнение ролей, а стремление к диалогу со зрителем, создавая пространство, где искусство становится личным переживанием.