Anna-Sophie Brüning studierte Geige, Klavier und Dirigieren in Hannover, Berlin, Freiburg und Chicago. Zu ihren Lehrern gehören Rainer Kussmaul und Shmuel Ashkenasi (Violine) sowie Karl-Heinz Kämmerling (Klavier). Sie begann ihre Laufbahn als Konzertmeisterin beim Philharmonischen Orchester Lübeck, wechselte aber auf Grund einer Arm-Erkrankung nach zwei Jahren erst in die Korrepetitionsabteilung und dann an das Dirigierpult. Die mit zahlreichen Preisen ausgezeichnete Musikerin war mehrere Jahre als 1. Kapellmeisterin am Landestheater Coburg engagiert und stand als Operndirigentin u. a. auch am Pult des Nationaltheaters Mannheim, der Komischen Oper Berlin, der Staatsoper Hannover und des Landestheaters Innsbruck. Engagements führten sie zu renommierten Orchestern im In- und Ausland, zu Musikfestivals in Jerusalem, Cremona und der Steiermark sowie zu spartenübergreifender Zusammenarbeit mit Künstler:innen wie Anke Engelke, Rainer Kussmaul, Daniel Barenboim, Sabine Meyer, Juri de Marco, Paula Fünfeck und Angelika Bachmann. Im Auftrag der Barenboim-Said Foundation arbeitete sie etliche Jahre als Dirigentin und Pädagogin in Palästina, Israel und Jordanien. Für den Verlag Boosey & Hawkes legte sie als Arrangeurin und Re-Komponistin mit der Autorin Paula Fünfeck drei Opern vor, die in mehrere Sprachen übersetzt wurden und an Opernhäusern in ganz Europa gezeigt wurden, u. a. an der Hamburger und Wiener Staatsoper, den Opernhäusern von Madrid und Strassburg.

Als Grenzgängerin zwischen den traditionellen, experimentellen, forschenden und pädagogischen Musikwelten kreiert sie neue Konzertformate und arbeitet mit so unterschiedlichen Orchestern wie dem Barockorchester la festa musicale, Hannover, dem Odense Symphony Orchestra, dem Stegreif Orchester Berlin, dem Orchester des Internationalen Musikfestivals Casalmaggiore, dem deutschfranzösischen Demos Jugendorchester und vielen anderen zusammen. Sie lebt mit ihrer Familie in Hannover.