Родилась в 1889(1889) в с. Рождественское (Серпуховской уезд, Московская губ.). Прадед Анны Дмитриевны — декабрист Фёдор Петрович Шаховской, дед — генерал от инфантерии Иван Фёдорович Шаховской, отец — Дмитрий Иванович, общественный и политический деятель, министр государственного призрения Временного правительства. Сестра — Наталия Дмитриевна, известный детский писатель, историк.
В 1912 г. окончила Московские Высшие женские курсы В. Герье. В 1912—1917 гг. преподавала в школе в Москве. После Революции сотрудничала с Дмитровским Союзом кооперативов, с 1919 г. работала заведующей организованного Союзом музея Дмитровского края, была секретарём П.А. Кропоткина в период его жизни в Дмитрове.
В 1921 г. арестована в числе других бывших работников Дмитровского союза кооперативов и отпущена лишь через 5 месяцев. После освобождения работала научным сотрудником в Историко-Художественном музее Свято-Троицкая Сергиева Лавра.
В мае 1928 г. вновь подвергается аресту в числе других сотрудников музея. Осуждена в июне 1928 г. по делу «Антисоветской группы черносотенных элементов в г. Сергиево» и отправлена в ссылку в г. Ростов.
После возвращения в в 1932—1933 гг. работала в отделе фондов треста «Мосгеоразведка».
Вновь арестована на два месяца в июне 1933 г.
В 1937—1943 гг. работала в Москве в Институт геохимии и аналитической химии АН СССР, была личным референтом академика В.И. Вернадского. Основатель и первый хранитель (1953—1959) Мемориального кабинета-музея В. И. Вернадского в Москве в ГЕОХИ РАН. Принимала активное участие в подготовке к печати «Избранных сочинений» В. И. Вернадского в 5-ти томах (М.: Изд-во АН СССР , 1954—1960).
Реабилитирована 15 августа 1991 г.