La vocation d’Ana Maria Miranda pour la carrière de cantatrice n’a pas été immédiate. Bien que fille de deux chanteurs lyriques (un père directeur de la Gaîté Lyrique, une mère contralto dans la troupe de l’Opéra de Paris), elle se passionne dans un premier temps pour les musiques du monde, notamment celles de l’Amérique du Sud, dont elle explore les racines musicales et poétiques. C’est dans ce contexte qu’elle fait la connaissance d’Hector Miranda, musicien et peintre argentin, avec qui elle fonde l’ensemble « Los Calchakis ». Tous deux recueillent des thèmes folkloriques issus de la Cordillère des Andes, qu’elle harmonise et arrange. Elle écrit également des musiques originales sur des textes de grands poètes latino-américains tels que Atahualpa Yupanqui et le Cubain Nicolas Guillen.

Mais bon sang ne saurait mentir, et elle décide de compléter sa formation de musicienne et d’entreprendre des études de chant. Ses professeurs sont Lotte Schoene, Mario Podesta, Lola Rodriguez Aragon. En 1968 elle auditionne devant Gabriel Dussurget, Directeur du Festival d’Aix-en-Provence, qui l’engage séance tenante pour le rôle de Zerlina dans le Don Giovanni de Mozart. La même année, le compositeur Maurice Ohana la choisit pour interpréter le rôle de Phèdre dans son Syllabaire pour Phèdre au Festival d’Avignon. Quelques mois plus tard, Gian Carlo Menotti voit en elle l’interprète idéale de « La Sainte de Bleecker Street » qui doit être créée en France, à l’Opéra de Lyon, sous la direction de Jean-Pierre Marty, et qu’elle chantera par la suite en trois langues différentes (français, anglais, italien) dans toute l’Europe.

Sa carrière lyrique est dès lors sur son orbite, et elle va se produire sur toutes les scènes françaises (Lyon, Bordeaux, Marseille, Toulouse, Strasbourg, etc.) et dans les grands Opéras internationaux : Opéra-Comique, Volksoper de Vienne, Lyric Opera de Chicago, Monnaie de Bruxelles, Opéra de Hollande, Opéra de Wallonie, Grand Théâtre de Genève, Piccola Scala de Milan, Teatro Giuseppe Verdi de Trieste, Opéra de Montréal… sous la direction de grands chefs français (Jean Fournet, Pierre Dervaux, Serge Baudo, Michel Plasson…) et étrangers (Jerzy Semkov, Thomas Schippers, Maurizio Arena, Theodor Guschlbauer).

Elle effectue parallèlement une carrière de concert : oratorios, dont elle est une spécialiste appréciée, récitals de Lieder et mélodies françaises, italiennes et espagnoles, avec piano (Noël Lee, Christian Ivaldi, David Selig), harpe (Martine Géliot, Lily Laskine, Marielle Nordmann) ou guitare (Alexandre Lagoya).

Engagée à de multiples reprises aux Concerts Lyriques de Radio France, alors aux soins du chef d’orchestre Jean-Pierre Marty, elle y interprète en version de concert des ouvrages connus (Don Giovanni, La Sonnambula) ou plus originaux, comme Gwendoline de Chabrier, Les Mamelles de Tirésias de Poulenc ou la zarzuela Luisa Fernanda.

Enfin, dernier aspect d’une carrière des plus éclectiques, elle crée en 1975, en compagnie du baryton allemand Udo Reinemann, le Lieder Quartett, dédié à un répertoire oublié, celui de la musique d’ensemble à 2, 3 et 4 voix, qui avait inspiré les plus grands compositeurs, et particulièrement les romantiques allemands. Le Lieder Quartett effectuera pendant plus de dix ans des tournées en Europe et aux Etats-Unis, et enregistrera plusieurs disques chez ARION (Haydn, Mozart, Rossini et Brahms), accompagné par Noël Lee et Christian Ivaldi.

A partir des années 1990, elle cesse progressivement d’apparaître sur scène pour se consacrer à l’enseignement.