Dopo essersi aggiudicata alcuni concorsi musicali, tra cui l'Accademia della Canzone di Sanremo, è diventata nota grazie alla vittoria del Festival di Sanremo 2002 nella sezione Giovani, con il brano Doppiamente fragili. Ad oggi risulta la più giovane vincitrice del Festival, avendolo trionfato a soli quindici anni. Ha inciso più di cento canzoni e pubblicato otto album d'inediti, incidendo anche delle cover di celebri canzoni come Dio, come ti amo, Mamma, Tu sì 'na cosa grande e tante altre.
Vanta otto partecipazioni al Festival di Sanremo, fra cui una vittoria nella categoria Nuove Proposte nel 2002, un terzo posto nella categoria Donne nel 2005, un primo posto nella categoria Donne e terzo posto nella classifica generale nel 2006 ed un secondo posto nel 2008. Ha vinto un Venice Music Awards, un Wind Music Awards nel 2011 e venduto in totale 1 milione di copie, riconosciute con 20 certificazioni tra dischi d’oro e di platino.
Biografia Gli esordi A partire dal 1994 inizia a partecipare a diverse manifestazioni canore, sia provinciali che regionali. Nel 1999 si aggiudica il secondo posto al Minifestival della canzone di Viterbo, vincendolo l'anno successivo. Nel 2001 partecipa al concerto La nota d'oro di Blera, dove vince il concorso itinerante "Bravissimi in tour" di tappa a Sora.
Ancora, doppio secondo posto alle selezioni e alla finale del concorso "Una voce per..." e un'altra vittoria a "Castelliri in musica". Nell'agosto 2001, all'età di 14 anni, viene selezionata dalla Rai per il "Girofestival", dove presenta il suo primo inedito dal titolo, Dov'è il coraggio. Per la stessa canzone gira il suo primo videoclip, firmando il suo primo contratto discografico con la CSB Italia - Casalba.
Perfeziona il suo stile presso lAccademia musicale di Sora, per la quale svolge attività concertistica nel coro giovanile. Nel settembre 2001 partecipa e vince lAccademia della canzone di Sanremo con il brano L'angelo di Syria: con questa vittoria entra di diritto nel cast della Categoria giovani del Festival di Sanremo 2002.
2002-2004: la vittoria al Festival di Sanremo e il primo album Attimo x attimo Nel 2002, a 15 anni, partecipa e vince nella Categoria Giovani del Festival di Sanremo, con il brano Doppiamente fragili composto da Marco Del Freo e David Marchetti, seguita da Valentina Giovagnini e Simone Patrizi.
Pippo Baudo la sceglie come co-conduttrice della trasmissione Sanremo Top, insieme a Silvia Mezzanotte, vincitrice con i Matia Bazar della sezione Campioni con il brano Messaggio d'amore.
Sempre nel 2002 duetta con Gigi D'Alessio nel brano Un nuovo bacio, raggiungendo la nona posizione tra i singoli più venduti. A luglio prende parte alla XVII Giornata Mondiale della Gioventù. Nel 2003 torna al Festival di Sanremo, questa volta nella sezione Big, in coppia con Federico Stragà, con la canzone Volere volare, firmata da Bungaro e Claudio Passavanti.
Anticipato dal singolo Corri, esce nell'agosto del 2003 il suo primo album, dal titolo Attimo x attimo, prodotto da Fio Zanotti. Dall'album, oltre a Corri, vengono estratti la stessa Attimo x attimo e L'amore più grande che c'è. Nel 2004 viene scelta dalla Disney per duettare con Gigi D'Alessio ne Il mondo è mio, canzone dei titoli di coda per l'edizione speciale home video di Aladdin (1992).
Nello stesso anno, oltre a dedicarsi ai molteplici concerti del suo primo tour ufficiale, instaura una collaborazione con il canale Video Italia: le viene affidata la fascia pomeridiana Playlist Italia per la quale introduce le interviste, i programmi e i video live richiesti dai telespettatori di Live Italia. Con Video Italia la Tatangelo collabora per due anni.
2005-2006: il successo con Ragazza di periferia ed Essere una donna
Nel 2005 partecipa per la terza volta al Festival di Sanremo con Ragazza di periferia, canzone scritta da Gigi D'Alessio con Vincenzo D'Agostino e Adriano Pennino. La canzone si classifica al terzo posto della Categoria Donne e nelle settimane successive raggiunge la posizione numero 16 nella classifica dei singoli più venduti in Italia, che risulterà la canzone più famosa e più venduta del Festival di quell'anno, che riuscì a vendere più di 150.000 mila copie, ottenendo 8 dischi di platino
Con la partecipazione al Festival di Sanremo, esce anche il secondo album della cantante, anch'esso intitolato Ragazza di periferia. Due canzoni dell'album, Dimmi dimmi e Quando due si lasciano, vengono incluse nella colonna sonora del film Troppo belli.
A luglio la Tatangelo inizia il Tour 2005, che conta diverse date in tutta Italia. Quando due si lasciano è il nuovo singolo estratto. Il 23 settembre 2005, partecipa a O' Scià, festival di musica leggera italiana ideato da Claudio Baglioni, e, nel corso dello stesso mese, viene estratto dall'album il terzo singolo, Qualcosa di te. A dicembre è ospite del tour in Australia di Gigi D'Alessio.
Nel 2006 Tatangelo debutta discograficamente in Brasile e Sudamerica. Partecipa per la quarta volta al Festival di Sanremo con Essere una donna, canzone composta da Mogol e Gigi D'Alessio. Durante il corso della manifestazione, nella serata dei duetti, esegue una versione riarrangiata del brano, affiancata da Alberto Radius e Ricky Portera. La canzone vince nella Categoria Donne permettendole di partecipare alla votazione finale, dove si classifica al terzo posto. Il brano raggiunge la quarta posizione nella classifica FIMI. Il brano solo in quell'anno, vende 180.000 copie, ottiene 9 dischi di platino, restando in top 20 per oltre due mesi, e diventando la canzone più venduta del Festival.
Con la quarta partecipazione al Festival di Sanremo esce anche una riedizione dell'album Ragazza di periferia, al quale viene aggiunto il brano sanremese e l'inedito Colpo di fulmine. L'album viene certificato 8 volte disco di platino. In estate gira l'Italia con il Tour estivo e premiata ai Venice Music Awards come Rivelazione Femminile 2006. A settembre partecipa, per il secondo anno consecutivo, al Festival di O' Scià.
2007-2008: la consacrazione con Mai dire mai Anticipato dal singolo Averti qui arriva il 2 novembre 2007 il terzo album dal titolo Mai dire mai, che rappresenta il debutto della Tatangelo come autrice: suoi sono infatti i testi sia della già citata Averti qui che di Lo so che finirà. L'album vede anche il contributo di Gaetano Curreri degli Stadio, autore insieme a Saverio Grandi di Cosa ne sai.
Tra ottobre e novembre dello stesso anno Tatangelo è ospite nel tour americano di Gigi D'Alessio. Il secondo singolo estratto dell'album, a partire dal 23 novembre, è Lo so che finirà.
Il 2008 vede la sua quinta partecipazione al Festival di Sanremo, dove si classifica al secondo posto con il brano Il mio amico, dedicato a un amico gay della cantante, che suscita critiche negative da parte di alcune associazioni omosessuali. Il brano raggiunge anche la quattordicesima posizione nella classifica dei singoli più venduti, ottiene tre dischi di platino, risultando la canzone più famosa e venduta del Festival di quell'anno.
Nel corso del festival, sempre sulla stessa canzone, duetta anche con Michael Bolton e lo stesso duetto viene inserito nel repackaging di Mai dire mai, pubblicato il 29 febbraio 2008, che supera le copie raggiungendo ben 8 dischi di platino. Tra la primavera e l'estate la Tatangelo è impegnata con il suo tour. Il 30 maggio 2008 viene estratto il nuovo singolo Mai dire mai.
2008-2009: Nel mondo delle donne e la battaglia contro la violenza sulle donne con Rose spezzate
Il 7 novembre 2008 esce il singolo Profumo di mamma, che anticipa l'uscita del nuovo disco, avvenuta il 28 novembre, dal titolo Nel mondo delle donne, un concept album tutto incentrato sull'universo femminile. Dal 30 gennaio 2009 viene scelto per il lancio via radio, il secondo singolo scelto per la promozione dell'album, Rose spezzate, brano di denuncia contro gli abusi sulle donne. Con questo singolo la cantante si unisce all'associazione Doppia difesa di Michelle Hunziker e Giulia Bongiorno, e, il 5 febbraio 2009, dichiara di volere devolvere i ricavati derivanti dalle vendite del brano alla suddetta fondazione.
Nel giugno del 2009 contribuisce al megaconcerto allo stadio Stadio San Siro di Milano in favore delle vittime del Terremoto dell'Aquila del 2009. L'iniziativa benefica intitolata Amiche per l'Abruzzo è ideata da Laura Pausini e vede coinvolte altre cantanti femminili della musica italiana. Pur avendo dato la sua adesione, Anna Tatangelo il giorno 21 giugno 2009 non potrà partecipare all'evento per motivi di salute. Il 27 novembre 2009 esce Q.P.G.A., album di Claudio Baglioni nel quale è presente il brano Due Universi cantato in duetto da Baglioni con la Tatangelo e Gigi D'Alessio.
Nel 2009, Matteo Principe, per la società editrice La Torre pubblica Anna Tatashima, manga ispirato alla cantante.
2010-2012: X Factor 4, il ritorno a Sanremo, Ballando con le stelle e Progetto B Nel 2010 la cantante partecipa, in veste di giudice, alla quarta edizione di X Factor: le viene affidata la categoria Donne 16/24, che guida con la collaborazione di Adriano Pennino come vocal coach.
Il 10 dicembre 2010, insieme a Valeria Marini e Gigi D'Alessio, pubblica la compilation 3 x te, progetto il cui ricavato è destinato a essere devoluto a favore delle associazioni Noi come voi, Doppia difesa e Amri.
Nel 2011 Anna Tatangelo partecipa per la sesta volta al Festival di Sanremo con un brano di cui è coautrice, Bastardo: una ballata pop, con la quale arriva in finale e si classifica al nono posto diventando la canzone più vista in Tv nell’edizione di quell'anno (17.088.000 contatti nella serata d’esordio) e piazzandosi quarta tra le canzoni più ascoltate al Festival nelle ultime rassegne della kermesse. In contemporanea con la partecipazione al festival della cantante viene pubblicato, il 16 febbraio 2011, il quinto album dal titolo Progetto B, realizzato in collaborazione con Gigi D'Alessio e Adriano Pennino. L'album contiene 12 inediti e la reinterpretazione di Mamma, il brano di Cesare Andrea Bixio scelto dall'artista per la serata speciale del festival per il 150º anniversario dell'Unità d'Italia. Tra gli autori delle canzoni del disco compaiono Mario Biondi, che firma "Se" e L'aria che respiro, quest'ultima cantata in duetto con la Tatangelo e pubblicata il 1º aprile 2011, come secondo singolo, e Renato Zero, autore della canzone Anna.
Il 22 marzo 2011 la Mondadori pubblica la sua autobiografia Ragazza di periferia. La mia piccola favola. Nel maggio dello stesso anno prende parte ai Wind Music Awards e ha inizio il tour. Il 24 giugno esce Sensi, il terzo singolo estratto da Progetto B.
Nel 2012 partecipa come concorrente, in coppia con Stefano Di Filippo, dell'ottava edizione di Ballando con le stelle, il talent show di Rai 1 sul ballo condotto da Milly Carlucci con la partecipazione di Paolo Belli, dove si classifica al terzo posto e vince il "Premio boogie woogie". Partecipa anche a Ballando con te dove vince la sfida a squadre nel Team di Bobo Vieri e si classifica al secondo posto nella Coppa dei Campioni.
Il 15 giugno 2012 si esibisce a Città del Messico come ospite nel concerto di Gigi D'Alessio. Il 9 e 10 settembre 2012 è membro della giuria tecnica della 73ª edizione di Miss Italia. A fine settembre la Tatangelo è impegnata in Egitto, a Sharm el-Sheikh, dove ha tenuto un servizio fotografico e ha condotto un documentario per la rete televisiva Marcopolo. A dicembre partecipa a I grandi della musica, programma di Rai 1 condotto da Massimo Giletti e dedicato ai grandi artisti della musica italiana scomparsi, interpretando varie canzoni di Lucio Battisti e Mia Martini nelle serate a loro dedicate.
2013: la svolta dance con Occhio per occhio e il successo televisivo con Questi siamo noi