Anna-Sophie Mahler studierte Regie an der Hochschule für Musik „Hanns Eisler“ Berlin und arbeitet seit 2004 als Regisseurin für Theater und Oper, u. a. am Thalia Theater, den Münchner Kammerspielen, der Bayerischen Staatsoper und dem Schauspiel Stuttgart. Früh assistierte sie u. a. bei Christoph Marthaler und Christoph Schlingensief. Mit ihrer 2006 gegründeten freien Gruppe CapriConnection entwickelte sie dokumentarisch-musikalische Projekte wie „Ars moriendi“ (Impulse Festival 2011) oder „Tristan oder Isolde“ (Zürcher Festspiele 2013). Gemeinsam mit Carl Hegemann realisierte sie 2008 für Schlingensief „Die heilige Johanna“ an der Deutschen Oper Berlin. Ihre Regiearbeit „Mittelreich“ (Münchner Kammerspiele) wurde 2016 zum Theatertreffen eingeladen. Für ihre spartenübergreifenden Arbeiten – wie etwa mit der Popikone Peaches und dem Stuttgarter Ballett, Oper und Schauspiel – wurde sie 2017 als Künstlerin bei der Biennale Teatro in Venedig eingeladen. Von 2021 bis 2024 war sie Hausregisseurin am Schauspiel Leipzig. Jüngste Arbeiten umfassen „Saint Francois d’Assise“ (Staatsoper Stuttgart 2023), „Camino Real“ (Volkstheater Wien) und „The Listeners“ (Aalto-Theater Essen).