土屋安娜略显丰满的身材并不符合日本大众的审美观,但安娜还是凭借其精致的五官赢得了不少广告合约。那时安娜青涩而可爱,与如今的安娜形成了鲜明的对比。但凭着其标致的五官赢得不少广告合约,在当红杂志《VITA》、《CUTIE》也经常会出现安娜的踪迹
1998年,14岁的安娜被星探于银座发掘,随即展开其模特儿生涯。2002年,成为全职的模特儿,在杂志《VITA》、《CUTIE》中经常会出现土屋安娜的踪迹。11月结成摇滚乐队“SpinAqua”,在乐队中担任主唱,于是土屋安娜便有了自己的第二个身份——歌手。2004年,初次参演了电影《下妻物语》便获得了电影大奖。
2005年,参演的电影《被嫌弃的松子的一生》,并演唱了动画版《NANA》的主题曲。
2005年,推出迷你专辑《TasteMyBeat》,以音乐人身份正式展开音乐活动。许多日本知名音乐人与混音师参与相关制作。几乎所有收录歌曲都由土屋安娜本人作词。
2006年1月,发行首张单曲《Changeyourlife》;3月发行第2张单曲《SLAPTHATNAUGHTYBODY/MYFATE》;与大泽伸一、RYOJI(决明子)等参与的混音专辑《TasteMyxxxremixxxxxxx!!!!!!!!BeatLife!》发行。4月,以《土屋安娜献声NANA(BLACKSTONES)》的名义推出CD,第1弹的片头曲《rose》获得ORICON排行榜第6名畅销热卖。
2006年8月推出首张专辑《stripme透视安娜》;举行现场演唱活动,从在法国(巴黎)的“JAPANEXPO”活动开始,到演出日本最大规模的摇滚音乐祭“SUMMERSONIC06”。12月举办个人演唱会“2006FINALstripyourself!”(东京:新木场STUDIOCOAST);
2007年,推出《黑色眼泪》、《LUCY》等单曲,发行了电视卡通《NANA》的CD。8月1日推出单曲“BUBBLETRIP泡泡旅行/sweetsweetsong”!“BUBBLETRIP泡泡旅行”由小甜甜布兰妮与'NSync的制作团队“KNSProductions”,以共同制作的名义参加。主演的《恶女花魁》也让她成为了日本许多鬼才导演的最爱。
2008年1月,第7张单曲《cocoon》发行;《cocoon》收录为“NTTDoCoMo”电视广告曲;DVD收录与个性派演员浅野忠信共演的话题音乐录像带“cocoon茧”。8月,发行CD《crazywolrd》;9月,发行CD《VirginCat》。
2011年,第一次挑战TBS电视台古装剧《水户黄门》。
2013年,加盟日剧《S-最后的警官-》。
2015年,获得第13届美腿大奖。
2016年10月17日,BABY本社主办的第七届茶会在东京的目黑雅叙利园顺利举办。在这场Lolita盛会上,土屋安娜被邀请担任走秀嘉宾。压轴登场的安娜,身穿BABY史上最华丽和昂贵的裙子闪耀全场!这也是安娜第一次参加Lolita的走秀活动。
土屋安娜的母亲是日本人而父亲是有爱尔兰血统的美国人。她有一个弟弟叫Kenneth,和一个姐姐Angela也是模特儿。
2004年6月,与同为混血模特的男友Joshua结婚,同年11月19日产下一子,取名为澄海。
2006年7月4日,正式向外界宣布与Joshua于离婚的消息。
2007年,跟年长3岁的形象设计师菊池大和合相恋。
2009年9月19日,与菊池大和奉子成婚。
2010年3月26日,次男降生。
2011年11月,在出席颁奖典礼时回应丈夫被拘事件。
2017年3月10日更新INS,公布自己3月6日平安生下第3个孩子的消息。
2018年7月7日,土屋安娜在社交网络宣布第四度怀孕。11月18日,生下第四个孩子——女儿虹波。