À 8 ans, sa mère l'inscrit à un cours de danse. Elle apprend le piano et le solfège, tout en poursuivant ses études, puis participe à des galas de bienfaisance. Entre les numéros dansés, elle chante les succès du moment. Très vite, tout s'enchaîne : radio-crochets, concours... Aussitôt remarquée par le directeur artistique du Lido qui réussit à la convaincre de quitter sa ville natale, Annie Cordy débarque à Paris le 1er MAI 1950, engagée comme meneuse de revue.
Elle débute à Bruxelles au Boeuf sur le toit, puis débarque à Paris. En 1951, elle rencontre celui qui deviendra son mari (et manager) : François-Henri Bruno, qu'elle épousera le 3 février 1958, à la mairie de Bièvres (Essonne), où ils habiteront dès avril 1960, dans leur grande maison « La Roseraie », puis Annie mène diverses revues au Lido mais aussi au Moulin rouge et à l'ABC. Elle accompagne également la caravane du Tour de France.
En 1952, elle commence à montrer les autres facettes de son talent : elle signe un contrat avec Pathé Marconi, obtient à Deauville le Prix
Maurice Chevalier, et est engagée pour La Route fleurie avec
Georges Guétary et
Bourvil. Tout en continuant l'opérette, Annie Cordy enregistre ses premiers succès (Fleur de papillon, Léon...) qui l'imposent définitivement. Elle apparaît aussi au grand écran dans Si Versailles m'était conté de
Sacha Guitry (1953), Poisson d'avril avec
Bourvil et
Louis de Funès (1954) et
Bonjour sourire avec
Henri Salvador (1955). La même année, elle passe en vedette à l'Olympia et à Bobino, et reçoit le Grand Prix de l'Académie Charles-Cros pour la chanson Oh Bessie !. Le 18 avril 1956, elle chante pour le mariage de
Grace Kelly et du prince Rainier III de Monaco.
Après le succès au cinéma du
Chanteur de Mexico avec
Luis Mariano et
Bourvil, c'est l'Amérique qui l'accueille : le Plazza à New York, La Copacabana à Rio de Janeiro, puis Cuba, Mexico, Porto Rico... On lui propose un contrat pour une grande comédie musicale aux États-Unis, mais son manager et mari n'aime pas l'Amérique... Par amour, Annie le suit, abandonnant une carrière internationale prometteuse.
En 1957, elle débute une nouvelle opérette, Tête de Linotte, avant de retrouver Luis Mariano avec Visa pour l'Amour (de 1961 à 1964 !!), et Bourvil avec Avec Ouah ! Ouah ! (1965). Avec
Darry Cowl comme compositeur et partenaire, elle crée Pic et Pioche en 1967 et, en compagnie de
Pierre Doris, Indien vaut mieux que deux tu l'auras.
En 1964, elle retrouve la scène de Bobino pour une rentrée parisienne. En février 1965, sur les conseils de Maurice Chevalier, elle présente aux Parisiens un véritable « Show », où chaque chanson donne lieu à une mise en scène, à des ballets et des costumes : Annie Cordy en deux actes et 32 tableaux. Un an plus tard, elle enchaîne sur une tournée internationale qui la mène de Berlin à Madrid, en passant par Moscou (où elle retournera pour 19 concerts l'année suivante).
En 1972, elle crée la version française de Hello, Dolly ! (qui lui vaudra l'Award de la meilleure show-woman européenne), triomphe avec Nini la Chance (1976) et Envoyez la musique ! (1982)... mais également au théâtre, en interprétant Madame Sans Gêne et Madame de Sévigné. En 1994, son interprétation de la Célestine consacre définitivement son talent dramatique.
Malgré tout cela, elle continue d'enregistrer d'énormes tubes : Hello Dolly, Ça ira mieux demain, Frida Oum Papa, La Bonne du Curé en 1974 (1 800 000 disques vendus), Tata Yoyo (1 000 000), Cho Ka Ka O... et d'enchaîner les galas à un rythme effréné (elle en a fait plus de 6 000 et a enregistré plus de 600 chansons).
En 1969, le 16 juin, jour de ses 41 ans, sous la direction de René Clément, Annie Cordy tourne
Le Passager de la pluie. Une révélation : La rigolote peut émouvoir ! Ce qu'elle confirmera dans
Le Chat aux côtés de
Jean Gabin et
Simone Signoret, mais aussi dans Rue Haute (1976 / Award de la meilleure comédienne) et Un été après l'autre (1989). En 2007, elle interprète le rôle de la grand-mère - maîtresse femme dans
Le Dernier des fous, de Laurent Achard.
En 1981, elle devient la première héroïne récurrente dans une série télévisée en interprétant Madame S.O.S., et tient le rôle principal dans plusieurs autres téléfilms au cours de la décennie. Dans les années 1990, elle tourne aux côtés de son ami
Charles Aznavour dans Baldipata, Sans Cérémonie, Paldi et Tini et Passage du Bac.
Le 9 février 1989, Annie perd son époux. Le début des années 1990 s'annonce difficile. Annie retrouvera le sourire par le travail et la scène.
En 2006, Annie Cordy commente Moi, Belgique, une série de documentaires sur l'histoire de la Belgique diffusée en première partie de soirée sur la RTBF. C'est un nouveau succès.
En 1998, Annie fête son 70e anniversaire et ses 50 ans de carrière sur la scène de l'Olympia, et publie pour la première fois ses mémoires, sous le titre Nini la Chance.
Après un retour au théâtre, elle repart en 2003 sur les routes (pendant plus de trois ans !) avec son spectacle Que du Bonheur !, qui est un nouveau triomphe.
Son désir de comédie reste intact : elle participe au tournage du film Madame Édouard, et aux séries Fabien Cosma et Le Tuteur avec Roland Magdane.
Fin 2006, elle entame une nouvelle pièce de théâtre,
Lily et Lily, avec laquelle elle part en tournée.
En 2007, elle tourne au côté de l'humoriste et acteur
Franck Dubosc le film
Disco qui sortit début 2008.
Opérée au genou le 18 juin 2007, deux jours après ses 79 ans, Annie se repose quelques mois, avant de repartir du bon pied : elle chante au concert de l'association Make-A-Wish à Bruxelles en novembre 2007, et y a reçu une standing ovation. Lors des six mois de crise politique en 2007, Annie Cordy plaide dans ses interviews en faveur de l'unité de la Belgique.
En mars 2008, la RTBF lui consacre une émission spéciale de 2h30 à l'occasion de son 80e anniversaire et de ses 60 ans de carrière. Annie Cordy en profite pour présenter son petit-cousin flamand Udo qui commence une carrière de chanteur.
Elle fait partie de la saison 3 de la tournée des idoles « Âge tendre et Têtes de bois ».
Actuellement seule à l'affiche de la pièce Laissez-moi sortir, en tournée 2009-2010, comédie de Jean-Marie Chevret, mise en scène Jean Pierre Dravel et Olivier Macé.
Elle fera partie de la tournée Âge tendre et Têtes de bois saison 6 qui débutera en mars 2011.