Anna Maria Mühe, é filha dos atores Jenny Gröllmann (1947-2006) e Ulrich Mühe (1953-2007) e irmã do fotógrafo Andreas Mühe.
Estreou 2001 no filme Große Mädchen weinen nicht (br: Meninas Não Choram) [1] da diretora Maria von Heland. O filme, conta a história de duas amigas, Kati (Mühe), e Steffi (Karoline Herfurth).
Sua formação profissional ficou a cargo da soprano Marianne Fischer-Kupfer e da atriz Kristiane Kupfer. Em 2007, após a morte de seu pai, Anna Maria Mühe assumiu o patrocínio do festival internacional de música Grimmaer Liederflut.