Андерсън е родена във Филаделфия, Пенсилвания, през 1902 г. Тя започва да пее в църква в ранна възраст и показва голям талант. Учи музика във Филаделфийската музикална академия и по-късно в училището Джулиард в Ню Йорк. През 1925 г. тя прави своя професионален дебют в Ню Йорк.
Кариерата на Андерсън беше успешна от самото начало. Тя обиколи САЩ и Европа, изнасяйки концерти в някои от най-престижните концертни зали в света. Освен това записва няколко албума и се появява в няколко филма.
Въпреки успеха си, Андерсън е изправена пред значителна расова дискриминация през цялата си кариера. Често й е отказвана възможността да свири на определени места заради расата си. През 1939 г. тя трябваше да свири в Constitution Hall във Вашингтон, окръг Колумбия, но Дъщерите на американската революция (DAR), които притежаваха залата, отказаха да й позволят да свири поради нейната раса. Това решение предизвика национален протест и в крайна сметка Андерсън изнесе концерт на стълбите на Мемориала на Линкълн.
Концертът на Андерсън в Мемориала на Линкълн беше важна повратна точка в движението за граждански права. Това помогна да се привлече националното внимание към въпроса за расовата сегрегация и вдъхнови хората да се борят за равни права. Андерсън продължава да се изявява през целия си живот и тя се превръща в символ на надежда и смелост за афро-американците.
Андерсън е удостоена с множество отличия и награди за работата си, включително Президентския медал на свободата, най-високото гражданско отличие в Съединените щати. Тя почина в Портланд, Орегон, през 1993 г.