Анна Ивановна Богалий появилась на свет в Вологодской области, в поселке Вожега, 12 июня 1979 года. В детстве посещала разные секции, но надолго ничем не увлекалась. На биатлон Богалий пришла записываться за компанию с подругой в 1991 году и вскоре поняла, что нашла свое призвание.
После переезда в Новосибирск спортсменка выступала за местный клуб «Локомотив» вплоть до 2012 года. В Новосибирске получила диплом экономиста в университете путей сообщения, преподавала физкультуру в вузе.
В начале спортивной биографии Богалий равнялась на десятикратную чемпионку мира Елену Головину. Первые медали биатлонистка завоевала на юношеском чемпионате Европы 1998 года. Через год девушка получила серебро на чемпионате мира среди юниоров. Сезон 1999/2000 стал для юной спортсменки решающим. После победы в Кубке России Анна Богалий вошла в состав сборной страны.
Следующий сезон принес девушке сразу 3 награды в индивидуальных соревнованиях и золото на чемпионате мира в Словении.
Сезон 2004/2005 для биатлонистки ознаменовался сразу несколькими наградами. В Австрии российская команда завоевала золото, в Ханты-Мансийске Анна принесла своей сборной 2-е место.
На Олимпийских играх 2006 года чемпионка выиграла золотую медаль. На Олимпиаде в Ванкувере завоевала золотую медаль, став двукратной олимпийской чемпионкой.
После победы на канадской Олимпиаде Богалий на протяжении 2 сезонов участвовала в гонках Кубка мира, а в 2012 году объявила о завершении карьеры.

Из биатлона Анна ушла, желая сохранить собственное психологическое здоровье и не упустить моменты взросления сына. Но и задор, и желание сохранились, только применение им нашлось в другом, не менее важном ключе – детском спорте.
Сейчас Анна – идеолог развития детского биатлона; активно поддерживает проекты, посвященные здоровью нации. Автор проекта детского «Кубка Богалий», организатор, идейный вдохновитель, лицо и душа Кубка. Президент Общероссийской общественной организации «Содружество поддержки и развития детского и юношеского биатлона России» (ООО «СДЮБР»).