Après avoir suivi une formation en chant lyrique au Conservatoire de Strasbourg et l’option théâtre du Lycée international des Pontonniers en partenariat avec le Théâtre National de Strasbourg, Anne-Lise Heimburger étudie la philosophie en hypokhâgne/khâgne à Paris avant d’intégrer le Conservatoire National Supérieur d’Art Dramatique de Paris. C’est là qu’elle crée sa première mise en scène : L’Orestie d’Eschyle avec, sur scène, un quintet instrumental.
Elle joue entre autres sous la direction de : Matthias Langhoff dans Dieu comme patient, Ainsi parlait Isidore Ducasse de Lautréamont/Langhoff ; Gérard Watkins dans Identité dont il est l’auteur ; La Pierre de Marius von Mayenburg et Amphitryon de Kleist ; Jean-François Sivadier dans Le Misanthrope de Molière ; Julie Bérès dans Le Petit Eyolf d’Ibsen ; Chloé Dabert dans Iphigénie de Racine et RAPT de Lucie Boisdamour ; Jean-Michel Ribes dans Kadoc de Rémi de Vos...
Parallèlement, elle est auteure interprète dans des spectacles de Samuel Achache et Jeanne Candel comme Fugue, Orfeo - Je suis mort en Arcadie, ou dans Variété de Sarah Le Picard. Anne-Lise Heimburger met également en scène Voyage Voyage, sélectionné au Festival Impatience 2020, ainsi que Le Caméléon, d’Elsa Agnès, présenté au Théâtre du Rond-Point en 2023. Au cinéma, elle tourne entre autres dans Backstage d’Emmanuelle Bercot ; Paul Sanchez est revenu ! de Patricia Mazuy ; Cœurs vaillants de Mona Achache, L’Envol de Pietro Marcello ou Anatomie d'une chute de Justine Triet...
Elle est artiste associée à la Comédie CDN de Reims.