Начала играть в теннис в 5 лет под впечатлением от игры Моники Селеш. В юниорском возрасте выиграла пять турниров ITF. Профессионалом стала в 2003 году. В 2004 году вышла в финал юниорского «Уимблдона». В октябре того года в Цюрихе во втором раунде навязала борьбу Винус Уильямс, но проиграла матч на двух тай-брейках. По итогам сезона попала в Топ-100.

В 2005 году выиграла первый титул WTA в Канберре, вышла в основную сетку турниров «Большого шлема», на «Ролан Гаррос» добралась до четвертьфинала, где проиграла Надежде Петровой. Также вышла в четвертьфинал турнира в Майами и полуфинал Цюриха. Закончила год на 16 позиции рейтинга WTA.

В 2006 году Ана продолжила прогрессировать. Вышла в четвертый круг «Уимблдона», выиграла турнир первой категории в Монреале, обыграв в финале Мартину Хингис. Сезон закончила на 14-й строчке рейтинга. Названа WTA самой прогрессирующей теннисисткой 2006 года. В том же году Иванович стала победительницей US Open Series-2006.

В 2007 Иванович в тяжелом финальном поединке против Светланы Кузнецовой вырвала победу на втором в карьере турнире первой категории в Берлине. Вышла в финал «Ролан Гаррос», где проиграла Жюстин Энен, на «Уимблдоне» добралась до полуфинала и там уступила также будущей чемпионке Винус Уильямс. В конце сезона одержала победы на турнирах в Лос-Анжелесе и Люксембурге, в качестве дебютантки вышла в полуфинал итогового турнира. Год закончила четвертой ракеткой мира.

На Australian Open-2008 Иванович в финале уступила Марии Шараповой.

Выиграла Roland Garros-2008,обыграв в финале россиянку Динару Сафину. После победы возглавила рейтинг WTA tour.

Дебютировала в составе сборной Сербии в 2006 году. В составе сборной еще ни разу не выходила в Мировую группу.

Интересные факты: любит суши, говорит на английском и сербском. Учит испанский. Любит разгадывать судоку. После окончания карьеры мечтает поселиться в Мельбурне.