Figlia di un ufficiale bizantino di nome Alessio Charon e di Adriana Dalassena, Anna Dalassena nacque nel 1025.
Nel 1044 sposò Giovanni Comneno, fratello dell'imperatore Isacco I. La coppia ebbe otto figli fra i quali Alessio Comneno che nel 1081 divenne imperatore costringendo Niceforo III Botoniate a abdicare.
Anna fu attiva collaboratrice del figlio sul quale esercitò grande influenza e più volte lo sostituì nella conduzione del potere durante le sue assenze. Fu lei ad educare Anna Comnena figlia di Alessio.
Anna Dalassena morì nel 1075. I suoi figlio furono Manuele Comneno, Maria Comnena, Isacco Comneno, Eudocia Comnena, Teodora Comnena, Alessio I Comneno, Adriano Comneno e Niceforo Comneno.