[1]​ Anna era la mayor de ocho hermanos, entre los que estaban la astrónoma Dorothea, la violinista Julia y la neuróloga Augusta.

El tiempo que pasaron en Europa puso a prueba el matrimonio y, cuando Klumpke tenía quince años, sus padres se divorciaron.

Durante los siguientes años, Klumpke estudió arte en casa, y en octubre de 1877, se mudó con su familia una vez más a París, donde luego se inscribió en la Academia Julian (1883–1884), bajo la tutela de los pintores Tony Robert-Fleury y Jules Lefebvre.

Presentó su primer trabajo en el Salón de París en 1884, cuando aún estaba en la Academia, y ganó el premio a la estudiante más destacada del año.

Después de completar sus estudios, regresó a los Estados Unidos durante unos años y dio clases en Boston.

En 1940, a la edad de 84 años, Klumpke publicó su propia autobiografía Memoirs of an Artist,.

[9]​ Anna Klumpke fue principalmente una pintora de género, que a menudo pintaba escenas pastoriles con figuras estáticas, generalmente mujeres.

Esta imagen sentimental resultó ser muy popular y contó con múltiples reproducciones, todavía se vende en copias pintadas a mano.