Het deel van Brugge waar nu de Sint-Annakerk staat, was vroeger een deel van de parochie Sint-Kruis dat nu een gemeente is die buiten de stadswallen ligt. Toen de tweede stadswallen werden aangelegd, werd Sint-Anna fysiek gescheiden van haar moederparochie Sint-Kruis. Op het einde van de 15e eeuw werd hier de eerste kerk gebouwd, die in 1497 werd ingewijd. Ondanks het feit dat er een kerk was, zou het nog duren tot 1668 vooraleer Sint-Anna een zelfstandige parochie werd. Gedurende de beeldenstorm op het einde van de 16e eeuw, werd de eerste kerk volledig vernield.

In haar huidige staat, gaat het kerkgebouw terug tot het begin van de 17e eeuw wanneer ze werd herbouwd. Hoewel het exterieur vrij sober is, het interieur is dat niet. Tussen 1794 en 1802, gedurende de Franse bezetting, werd heel wat van het zilverwerk verkocht om de opgelegde taxen te kunnen betalen. Later werd de kerk zelf in beslag genomen met de bedoeling om ze te verkopen en af te breken. Het interieur werd openbaar verkocht maar werd voor een groot stuk door de parochianen zelf opgekocht en terug in de kerk gebracht wanneer de bezetting voorbij was. Het gebouw zelf ontsnapte aan de sloop door de Godsdienstvrede van 1802 (Napoleon - Pius VII). 

Bijzonder voor deze kerk is dat Guido Gezelle, een bekende 19e eeuwse Belgische priester en dichter, in deze kerk werd gedoopt en er ook zijn eerste eucharistieviering opdroeg. Het interieur is hoofdzakelijk barok.