Nació en Arequipa el 26 de julio de 1602, hija del español Sebastián Monteagudo de la Jara y  Francisca Ponce de León.

Conforme a costumbres de la época, Ana fue internada por sus padres en el monasterio de Santa Catalina. Vuelta al hogar por decisión de sus padres, no le satisfacieron los halagos del mundo ni las perspectivas de un ventajoso matrimonio. Deseaba hacerse religiosa y lo puso en práctica ante la indignada reacción de sus padres. Soportó con paciencia y ánimo invicto las contrariedades y emprendió la senda de la perfección.

En 1618 inicia el noviciado y añade a su nombre el apelativo "de los Ángeles". La aspereza de la vida conventual no la arredra. Vive con entusiasmo el ideal de Domingo de Guzmán y de Catalina de Siena. Con el tiempo llega a ser Maestra de novicias y Priora (1647). Acomete con energía la reforma del monasterio. Amonesta y corrige, anima y promueve.

Además de las profesas, habitaban por esa época en el monasterio cerca de 300 personas, no todas imbuidas del deseo de perfección. La obra de Ana de los Ángeles chocó con oposiciones tenaces. Sor Ana atendió asimismo, abnegada y heroicamente, a las víctimas de una peste que azotó Arequipa. Tuvo altísima oración, esmerada perfección en las virtudes propias de la vida religiosa, serenidad y paciencia en los sufrimientos. Falleció el 10 de enero de 1686.

Beatificada en Arequipa por Juan Pablo II en 1985.