В июне 1941 года Анна Львовна заканчивала второй курс Тамбовского педагогического училища. Если бы не война, возможно, она всю жизнь проработала учительницей в сельской школе — в деревне, где жили ее деды и прадеды, где она выросла и жила вместе с семьей. Ее отец работал сначала агрономом в совхозе Академика Вильямса, бывшей усадьбе графов Бенкендорфов, а затем управляющим отделения. На фронт он ушел в начале войны и погиб под Брянском.
Для Анны Львовны первым боевым крещением стала Сталинградская битва. Несмотря на то, что еще в довоенное время она окончила курсы медсестер, знания радиотехники и азбуки Морзе, которую она изучала в училище, оказались более важными для страны в 1942 году, когда она приняла решение пойти на фронт добровольцем. Ее направили в Курск на переподготовку, где Анна Попова получила военные специальности стрелок-радист и воздушный стрелок, а затем попала в авиацию, в полк ночных бомбардировщиков. Вместе с 1-ой гвардейской штурмовой авиационной дивизией она освобождала Сталинград, во время пяти боевых вылетов над городом сбрасывая мешки с медикаментами для 62 армии.
Боевые задачи не всегда были связаны с воздушными боями или уничтожением вражеских сил и средств на земле, часто по приказу командования летчики собирали разведданные, перевозили почту, пассажиров и другие грузы. Во время одного из подобных вылетов самолет, где находилась Анна, обстреляли, девушка была ранена. Ранение не позволило ей дальше летать — в 1943 году она была снята с летной службы, переведена в штаб к связистам, где стала диспетчером.
Уже в составе оперативного отдела вместе с дивизией она освобождала Донбасс и Крым, шифруя и передавая донесения. Второе ранение получила на 3-м Белорусском фронте под Кёнигсбергом.
После госпиталя Попова могла по состоянию здоровья рассчитывать на службу в тылу, но 20-летняя девушка приняла решение вернуться на фронт. О Победе, об окончании войны она, будучи связистом, узнала одной из первых в дивизии.
У гвардии младшего сержанта Анны Львовны Поповой две медали «За боевые заслуги», медаль «Победа в Сталинградской битве», награды «За взятие Кёнигсберга», «За взятие Берлина» и орден Отечественной войны.
После Победы Анна Львовна Попова вернулась домой, в Тамбов, приступила к учебе в педучилище, где еще до войны познакомилась со своим будущим мужем, Петром Егоровичем. Он тоже прошел всю войну. Получив образование, Анна Львовна, как и мечтала, стала учителем, работала в школе в начальных классах до 1975 года. Воспитывала троих сыновей, которые подарили ей четверых внуков и двух правнуков.