Ana Marcela Cunha sempre foi um talento precoce. Aos dois anos de idade já dava suas braçadas na creche em Salvador onde aprendeu a nadar e aos 13 anos já disputava competições de águas abertas de igual para igual contra adversárias bem mais velhas. Em 2006 com apenas 14 anos venceu sua primeira grande competição a nível nacional: a Travessia dos Fortes no Rio de Janeiro e iniciava ali uma carreira de grande sucesso internacional.

Desde 2006  nadadora faz parte da seleção brasileira de águas abertas tendo disputado neste período dois Jogos Olímpicos, dois Jogos Pan-Americanos e oito Campeonatos Mundiais. Em 2010 iniciou sua coleção de medalhas em Mundiais com um bronze nos 5 km em Roberval, no Canadá. Desde então foram mais dez medalhas sendo um tetracampeonato na prova dos 25 km (2011, 2015, 2017 e 2019), tornando-se a mulher brasileira com mais pódios em Mundiais em todas as modalidades olímpicas.

Ana Marcela ainda conquistou outras duas medalhas de prata e mais quatro de bronze. Em 2019 também conquistou seu primeiro título em Jogos Pan-Americanos vencendo a prova de 10 km em Lima. Ao obter todos estes feitos foi indicada para fazer parte do Hall da Fama Internacional da Natação em Águas Abertas em 2019.

Em seu currículo ainda soma quatro títulos da Fina Marathon Swim World Series (2010, 2012, 2014 e 2018) e mais duas vitórias na prova clássica da Travessia Capri-Nápoles. Foi eleita cinco vezes pela Fina como a melhor nadadora de águas abertas do mundo em 2010, 2014, 2015, 2017 e 2018. E recebeu ainda em 2015 e 2018 o Prêmio Brasil Olímpico do COB como melhor atleta do país. Isso fora o recorde de vitórias (23) e pódios (48) na Fina Marathon Swim World Series.

Nos Jogos Olímpicos do Rio-2016 era uma das grandes favoritas para conquistar uma medalha, porém, um erro na estratégia a fez terminar apenas em 10º lugar. Após a competição se submeteu a uma delicada cirurgia para remoção do baço e no ano seguinte já voltava a frequentar pódios em etapas da Fina Marathon Swim World Series e do Mundial de Budapeste. Em 2018 novamente fez história ao conquistar a primeira medalha do Brasil nas águas abertas do Campeonato Pan-Pacífico em Tóquio.

Agora ela vai atrás de seu grande sonho para coroar a carreira: a medalha olímpica nos Jogos de Tóquio em 2020, evento para o qual garantiu classificação no Mundial de Gwangju-2019 quando terminou a maratona na quinta colocação.