Ana Asensio nasce a Madrid il 4 aprile 1978 e comincia la sua attività cinematografica come attrice. Oltre a diverse serie tv in Spagna, sul grande schermo è interprete in The Kovak Box (2006) di Daniel Monzon e in produzioni indipendenti americane tra cui The Afterlight (2009) di Alexei Kaleina e Craig William Macneill e Zenith (2010) di Vladan Nikolic. Nel 2017 Ana Asensio scrive, dirige e produce il lungometraggio Most Beautiful Island, che segna il suo debutto alla regia, in cui prende parte anche nel ruolo della protagonista Luciana. Il film ha vinto il Gran Premio della Giuria al SXSW Film Festival del 2017 come miglior film ed ha ottenuto una nomination nel 2018 per il John Cassavetes Spirit Award.