Ана Селия де Армас Касо родилась 30 апреля 1988 года в Гаване, Куба. В 14 лет поступила в Национальную театральную школу Кубы, дебютировала в фильме «Роза Франции» (2006). В 18 лет переехала в Испанию, где получила известность благодаря сериалу «Чёрная лагуна» (2007–2010). С 2014 года живёт в Лос-Анджелесе и работает в Голливуде, сыграв в фильмах «Кто там» (2015), «Бегущий по лезвию 2049» (2017), «Достать ножи» (2019), за который получила номинацию на премию «Золотой глобус». Среди её ролей также «Не время умирать» (2021) и «Блондинка» (2022).

В ноябре 2024 года стало известно, что Ана де Армас ведёт переговоры об участии в фильме «Мстители: Судный день» в роли Мадам Гидры, а также снимется в сериале «Бананы» режиссёра Дэвида О. Расселла для Apple TV+. Имеет двойное гражданство — кубинское и испанское. Родной язык — испанский, английский выучила уже после переезда в США. Продолжает активно сниматься и расширять карьеру в международной киноиндустрии.