Anaïs est née à Arras, chez les Ch'tis. Elle décide très tôt de devenir comédienne, et s'amuse dès le collège à interpréter les sketchs de Laurent Gerra, Christophe Alévêque, Pierre Palmade et Sophie Forte. Après le bac, elle intègre l'école de théâtre Claude Mathieu, et poursuit parallèlement ses études de philosophie à la Sorbonne. En 2007, elle fait ses premiers pas d'humoriste sur la scène du FIEALD et, dès l'année suivante, se produit régulièrement au cabaret La Main au panier, ce qui lui permet de roder ses premiers sketchs.
En 2009, elle remporte le Prix du meilleur spectacle Jeunes Talents décerné par l'OFQJ (Office Franco-Québecois pour la Jeunesse) au Festival Juste pour Rire de Nantes, grâce auquel elle se produira au Festival Juste pour Rire de Montréal l'année suivante. Elle devient par la suite l'une des artistes féminines les plus récompensées dans les Festivals d'humour. En 2011, après des débuts parisiens au Pranzo et au Théâtre Popul'air du Reinitas, elle entame une tournée avec son one-woman-show « Anaïs Petit croque les Grands », mis en scène par Vincent Auvet et co-écrit avec James No et Guillaume Meurice (plus de 500 représentations partout en France, Suisse et Belgique).
La même année, le producteur des Guignols, Yves Le Rolland, lui propose de la réunir pour une chronique radio avec un autre jeune imitateur, Marc-Antoine Le Bret. C'est ainsi que naît « La folle semaine d'Europe 1 », suivie chaque samedi par plus d’1 million d’auditeurs, puis «Le tweet répondeur », diffusée en quotidienne. Grâce au succès de cette chronique, le jeune duo est invité à plusieurs reprises par Michel Drucker dans « Vivement dimanche » sur France 2.
Elle intègre ensuite l'équipe des Guignols sur Canal + et participe régulièrement à des émissions télé (« Code promo » sur France 2, « Imitateurs, des voix pas comme les autres » sur France 3, le « Téva Comédy Show » sur Téva...). En 2017, elle est intronisée par Gérald Dahan à l'Académie Alphonse Allais.
Elle est actuellement en tournée avec son nouveau spectacle, « Addictions » (mis en scène par Philippe d'Avilla et co-écrit avec James No, Julien Wagner et l’auteur-compositeur Helliott) dans lequel elle mêle ses talents de comédienne, d'imitatrice, de chanteuse et de pianiste, et nommé en 2019 aux P'tits Molières dans les catégories « Meilleur one-man show » et « Meilleure comédienne ». On peut également la retrouver sur scène dans sa comédie, « Tous nos amis sont là ! », mise en scène par Eric Delcourt, avec les comédiens Christophe Truchi et Sylvain Binetti, succès au Festival d'Avignon et actuellement en tournée.
Anaïs a également écrit un court-métrage inspiré de cette pièce, "Prête-moi ta voix", réalisé par James No, sélectionné dans de nombreux Festivals. Elle est actuellement en tournage dans le nouveau film de Sylvain Chomet (Les Triplette de Belleville), "Marcel et Monsieur Pagnol", dans lequel elle tient le premier rôle féminin.
