Anne Valentina Berthelsen suit de 2014 à 2015 des études de commerce international et de politique à l'école de commerce de Copenhague, puis des études de sciences politiques à l'université de Copenhague de 2015 à 2017, et enfin de politique et d'administration à l'université de Roskilde de 2017 à 2019. Pendant ses études, elle occupe différents emplois de serveuse et de professeure de danse, ainsi que de consultante pour le mouvement de jeunesse du Parti populaire socialiste[1].
Elle est engagée au sein du Parti populaire socialiste et y occupe à partir de 2013 différentes responsabilités, d'abord au sein du mouvement de jeunesse, puis du parti national[1]. Elle est élue députée au Folketing sous les couleurs du parti lors des élections législatives de 2019[2]. Après le scrutin, elle devient la porte-parole de son groupe parlementaire sur les questions de défense, un poste qu'elle occupe pendant tout le mandat[3]. Durant la législature, elle occupe également à différents moments des rôles de porte-parole sur plusieurs questions, telles que l'agriculture, les transports, la citoyenneté ou les affaires européennes[1].
Elle est réélue pour un second mandat à l'occasion des élections législatives anticipées de [4]. Après le scrutin, elle est reconduite dans ses fonctions de porte-parole pour la défense, et assure également le rôle pour les questions de psychiatrie et d'intégration[5]. En , à l'occasion d'une réorganisation du groupe parlementaire, elle abandonne son rôle en matière de psychiatrie et d'intégration pour devenir porte-parole sur les questions d'énergie et de protection civile, tout en conservant ses fonctions en matière de défense[6].