Anna Elisabet Eberstein est née en 1978 à Sundsvall en Suède. Fille de Hans Eberstein, juge et de Susanne Eberstein, député du Parti social-démocrate suédois, elle a un frère prénommé Christian. Elle effectue sa scolarité en Angleterre, à l'université d'Oxford, où elle étudie la littérature et les sciences politiques. Son diplôme en poche, elle revient en Suède et décroche un Master en finance à l'université d'Uppsala en 2003.
En 2008, Anna Eberstein est engagée par ESPN, une chaîne de télévision sportive américaine, où elle va exercer en tant que productrice jusqu'en août 2012. Depuis, installée à Londres, la productrice travaille en freelance, notamment pour le site de vêtements pour enfants Ace&Me.
En décembre 2013, Anna Elisabet Eberstein sort de l'ombre lorsque sa romance avec l'acteur anglais Hugh Grant est révélée. Rencontrés en 2011, les deux amants ont entretenu une liaison secrète pendant des mois et donné naissance à un petit garçon, John, en septembre 2012.
Hugh Grant est alors en couple avec l'actrice chinoise Tinglan Hong avec laquelle il a déjà une fille, Tabitha née en septembre 2011, et s'apprête à devenir à nouveau père. Le 29 décembre 2012, Hugh Grant et Tinglan Hong ont un petit garçon, Félix.
En décembre 2013, l'acteur reconnaît la paternité du petit John et inscrit son identité sur le registre de naissance de ce dernier. Surprise! En octobre 2015, une rumeur persistante annonce que la productrice est à nouveau enceinte. Le 16 décembre 2015, elle donne naissance à une petite fille, quatrième enfant de l'acteur. En mai 2016, Anna Eberstein, passionnée de tennis, s'affiche dans les tribunes de Roland-Garros aux côtés de Hugh Grant. En novembre 2016, Hugh Grant et Anna Eberstein font leur première apparition officielle sur le tapis rouge des Hollywood Film Awards à Los Angeles. En février 2018, lors des Bafta Awards, Anna Eberstein affiche sa troisième grossesse sur le tapis rouge. Elizabeth Hurley révèle sur le plateau d'une émission américaine la naissance du 5ème enfant de Hugh Grant début mars 2018. Le 25 mai 2018, le couple se marie dans le quartier de Chelsea, à Londres.