Anya Chalotra urodziła się i wychowała z dwójką rodzeństwa w Lower Penn, wiosce w pobliżu Wolverhampton w hrabstwie West Midlands w Wielkiej Brytanii. Jej ojciec wywodzi się z Indii, a matka jest Brytyjką. Uczyła się aktorstwa w Londynie, w Guildhall School of Music and Drama oraz w prestiżowej London Academy of Music and Dramatic Art. W trakcie studiów i tuż po ich zakończeniu rozwijała karierę teatralną; grała m.in. w sztukach The Village, Wiele hałasu o nic, Kupiec wenecki i adaptacji scenicznej Wielkich nadziei. Karierę ekranową rozpoczęła od roli w serialu Wanderlust wyprodukowanego przez BBC One i Netflix. Następnie zagrała rolę Lily Marbury w The ABC Murders - adaptacji powieści Agathy Christie o detektywie Herkulesie Poirot. Przełom w jej karierze przyniosła rola Yennefer z Vengerbergu w produkcji Netliksa Wiedźmin.