Sinh ra trong gia đình gồm bố mẹ và ba chị em gái, trong đó, Quỳnh Anh là con thứ 2. Đã từng có ý định dự thi vào trường Đại học Ngoại ngữ Hà Nội nhưng cô đã chọn con đường trở thành một ca sĩ.

Phạm Quỳnh Anh sinh hoạt văn nghệ thiếu nhi tại Hà Nội từ 4 tuổi, là gương mặt quen thuộc trên các chương trình văn nghệ thiếu nhi truyền hình Hà Nội. Cùng với Thang Phương Mai thành lập nhóm Sắc Màu năm 13 tuổi, Phạm Quỳnh Anh chính thức hoạt động âm nhạc chuyên nghiệp tại Hà Nội.

Năm 2003, cô quyết định phát triển sự nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh bằng bản hợp đồng với công ty Wepro. Sau đó, cùng với Lương Bích Hữu và Thu Thủy (về sau Ngô Quỳnh Anh thay thế cho Thu Thủy), nhóm nhạc này chỉ tồn tại trong vòng 6 tháng nhưng đã đạt được nhiều thành công ngoài dự đoán của WePro, Album đầu tiên và cũng là duy nhất của nhóm tiêu thụ được 30.000 bản, là nhóm hát có mức tiêu thụ album cao nhất vào thời điểm đó.

Khi hoạt động solo, Phạm Quỳnh Anh tiếp tục phát triển hình ảnh Ballad-girl kiêu sa và quyến rũ. Với đối tượng chủ yếu hướng tới là giới trẻ, Phạm Quỳnh Anh đã tự xây dựng một phong cách thật trẻ trung và "thật teen", cô đã có một số thành công nhất định như album Vol.1 mang tên Hoa Quỳnh Anh khi phát hành đã đạt đến con số tiêu thụ là trên 25.000 bản[5], tiếp theo đó, album vol.2 Nợ ai đó cả thế giới hiện cũng có số lượng tiêu thụ trên 8000 bản, một số ca khúc mới của cô đã lọt vào top ten trên bảng xếp hạng của các nhiều trang web âm nhạc, đồng thời tên tuổi của Phạm Quỳnh Anh cũng được khẳng định trên thị trường âm nhạc Việt Nam.

Năm 2012, cô kết hôn cùng nhạc sỹ Quang Huy, từng là quản lý trực tiếp và cũng là giám đốc Wepro. Năm 2014, Phạm Quỳnh Anh bất ngờ quay trở lại sau một thời gian dài, cô tham gia bộ phim Chàng trai năm ấy.