Anne-Marie Philip naît le 21 décembre 1954, à Boulogne-billancourt, dans les Hauts de Seine. Elle est la fille de Gérard Philipe (1922-1959), comédien, acteur et réalisateur, et d'Anne Philipe (1917-1990) née Navaux, écrivain, ethnologue et éditrice. Elle est l'aînée d'une fratrie de deux enfants, son frère Olivier voit le jour le 9 février 1956.
Étant la fille de Gérard Philipe, l'inoubliable Cid, Anne-Marie Philip a subi une forte influence du monde théâtral auquel son père a appartenu. Elle ne l'a pas vu jouer, mais a été attentive, tout au long de son enfance aux éloges lui étant destinées, bercée par les stances du Cid et par le récit du Petit Prince. En 1964, quand sa mère Anne Philipe publie Le Temps d'un soupir, méditation sur l'amour et sur la mort, on découvre qu'Anne-Marie Philipe n'a pas cinq ans quand le drame du décès de son père survient.
Elle passe son enfance rue de Tournon, adresse mythique où les admirateurs et admiratrices de son père venaient le guetter, et ou il consacrait une pièce au Syndicat français des acteurs puisqu'il en était le président. Ses parents avaient fait également l'acquisition d'une grande maison bourgeoise à Cergy, traversée par l'Oise. On ne sait guère comment les deux enfants ont grandi dans l'ombre gigantesque d'un père devenu une légende; seule Anne-Marie, confiera par la suite: "A moi, mon père m'a donné la connaissance très tôt, du vide, le sentiment brutal de la solitude, la conscience de l'inconnu, mais aussi le souvenir de la vieille Ford qui nous emportait chaque jour vers la plage et sentait le vieux cuir. Du carrelage noir et blanc et froid de ma chambre à Paris. De l'odeur de l'herbe et du brouillard à Cergy".
Aimant la biologie, Anne-Marie Philip s'est premièrement destinée à une carrière scientifique. Elle décide finalement de devenir comédienne. C'est un risque important, elle doit se faire un prénom. Malgré la relation très forte, parfois conflictuelle qu'elle entretient avec sa mère, celle-ci ne s'oppose pas à son choix.
La presse associera désormais Gérard Philipe à sa fille, en reconnaissant le talent de la jeune débutante et en soulignant leur étonnante ressemblance. Anne-Marie Philipe marche véritablement sur les pas de son père en jouant l'infante du Cid ou la reine dans Ruy Blas. Elle joue également dans L'Annonce faite à Marie de Paul Claudel, dans L'Alouette de
Jean Anouilh et dans des pièces plus contemporaines, comme Lundi, 8h. Anne-Marie Philipe commence également très tôt en tant qu'actrice : son premier rôle reconnu est celui de Mademoiselle Varthon dans La Vie de Marianne en 1976. Puis elle enchaînera les rôles dans La Maison des autres en 1977, Mazarin en 1978... Elle est grande, très fine, et reçoit des rôles de bourgeoise, comme dans
Guy de Maupassant où elle incarne la comtesse Potocka, ou dans
La Veuve de Saint-Pierre, où elle est la femme du gouverneur; elle incarne souvent des rôles de femme de tête, mais sa filmographie est assez diverse : elle côtoie, tout au long de ses films, tous les acteurs connus de plusieurs générations. Anne-Marie Philipe est à l'origine de rétrospectives consacrées à son père; elle est également présente à l'ouverture de centres nommés Gérard Philipe.
Elle partage sa vie entre la Normandie, où elle peut pratiquer sa passion pour l'équitation, et Paris. Elle est mariée à Jérôme Garcin, ex-rédacteur en chef de L'Express, actuellement directeur adjoint de la rédaction et chroniqueur au Nouvel Observateur, animateur de l'émission Le Masque et la Plume et écrivain. Auteur, entre autres, de Théâtre intime, où il dit sa passion pour elle. Anne-Marie Philipe a rendu hommage en 2007 et 2008 à ses parents en montant sur scène pour lire Le Temps d'un soupir. Elle explique simplement qu'elle pense avoir assez grandi pour lire le livre de sa mère et dit : "Ces mots, j'ai choisi de les lire devant témoins pour qu'ils sachent combien je les aime, combien ils me manquent, combien ils nous manquent".
Dernièrement, le livre Correspondance 1946-1978 retrace l'amitié entre le couple Philipe et Georges Perros grâce à leurs échanges épistolaires, Jérôme Garcin est l'auteur de la préface, Anne-Marie Philipe a annoté les lettres.