Phương Anh sinh ra trong một gia đình công chức. Bố cô làm tại Bưu điện thành phố Hải Phòng, mẹ làm tại Sở Thể dục Thể thao thành phố.

Phương Anh còn một em trai đã tốt nghiệp Khoa Thể dục thể thao trường Đại học Hải Phòng.
Cô bắt đầu sự nghiệp ca hát từ khá sớm và đã từng đoạt nhiều giải thưởng.

Năm 1998, cô tham gia vào Đoàn nghệ thuật Hải quân và sau đó được cử đi học tại Khoa thanh nhạc của trường Cao đẳng Văn hóa Nghệ thuật Quân đội (nay là Đại học Văn hóa Nghệ thuật Quân đội).

Trong thời gian này giọng hát và phong cách biểu diễn của cô bắt đầu được định hình một cách bài bản và chuyên nghiệp hơn, Phương Anh tham gia một số phong trào ca hát đồng thời còn là thành viên của nhóm nhạc sinh viên "Đồng Đội".

Nhưng Cô chỉ thật sự được biết đến sau khi tham gia và lọt vào top 5 của cuộc thi Sao Mai điểm hẹn năm 2004, với chất giọng khỏe, trầm và khàn, cô có khả năng thể hiện khá tốt những bài hát thuộc thể loại Pop Ballad và đôi khi là cả R&B.