Ő volt az első olasz filmszínésznő, aki 1956-ban Oscar-díjat kapott a Tetovált rózsa című filmben nyújtott alakításáért. A szerepet kifejezetten Magnaninak írta Tennessee Williams amerikai drámaíró, aki első találkozásuk után azt mondta, hogy "soha nem láttam még ilyen szép nőt ekkora szemekkel, és a bőre színe, mint az elefántcsont" - idézte a legnagyobb példányszámú horvát napilap, a Vecernji List a Hina hírügynökség római tudósítását.

Anna Magnani nemzetközi karrierje Roberto Rossellini Róma nyílt város című filmjében játszott szerepével kezdődött. Ezután többek között forgatott Federico Fellinivel, Pier Paolo Pasolinivel, Luchino Viscontival s Jean Renoirral.

George Cukor Wild is the Wind (Vad a szél) című filmjében nyújtott alakításáért 1958-ban szintén Oscar-díjra jelölték.

Pier Paolo Pasolini Mamma Roma című, 1962-ben forgatott filmjében a főszerepet jutalomjátéknak szánta Anna Magnaninak. A kiváló színésznő sorsától szabadulni képtelen prostituáltat alakított, megrázó erővel. A filmet a magyar mozikban is játszották.