Televizijskoj publici glumica Ana Vilenica predstavila se ulogom Lote Valkovske u sapunici “Ponos Ratkajevih”.
Nakon toga zaredale su se uloge u serijama “Dolini sunca” gdje je glumila Evu Kralj, pa serija "Dnevnik plavuše" gdje je igrala Laru, u "Pravoj ženi" smo ju gledali kao Patriciju Tomić...
Prvu ulogu je odigrala sa 16 godina u predstavi “Za tri groša”, a glumu je studirala na Akademiji scenske umjetnosti i kasnije je u London magistrirala na Central School of Speech and Drama.
Nakon uspješnih uloga u televizijskim serijama Ana se posvetila i produkciji kazališnih predstava i filmova, a 2019. godine osvaja Nagradu Fabijan Šovagović na Festivalu glumca za najbolju žensku ulogu
Vilenica je prije dvije godine upisala doktorski studij “Kultura i mediji” na Doktorskoj školi Sveučilišta “J. J. Strossmayer” u Osijeku, a od siječnja ove godine je ravnateljica Hrvatske drame riječkog HNK-a.
S partnerom Edijem Mužinom je u kolovozu 2012. dobila sina Dujma.