Après avoir suivi une formation en chant lyrique au CNR 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 et 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 quintette instrumental.
Anne-Lise Heimburger joue sous la direction de : Matthias Langhoff dans Dieu comme patient, Ainsi parlait Isidore Ducasse de Lautréamont/Langhoff ; Gérard Watkins dans Identité, Prix de littérature dramatique 2010 ; Bernard Sobel dans Le Mendiant ou la mort de Zand de Iouri Olecha, 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 ; Clément Poirée dans Les Bonnes de Jean Genet ; Lélio Plotton dans Seasonal affective disorder de Lola Molina, Prix du Syndicat de la critique 2018 ; Chloé Dabert dans Iphigénie de Racine ; Jean-Michel Ribes dans Kadoc de Rémi De Vos ; Silvia Costa dans La Femme au marteau.
Parallèlement à son travail d’interprète dans des pièces issues du répertoire classique et contemporain,
Anne-Lise Heimburger prend part au mouvement du théâtre musical. Tantôt auteure-interprète dans des spectacles de Samuel Achache et Jeanne Candel comme Fugue, Orfeo-Je suis mort en Arcadie, Sans tambour (création Avignon 2022) ou dans Variété de Sarah Le Picard, Anne-Lise Heimburger met également en scène Voyage Voyage, sélectionné au Festival Impatience 2020. Par ailleurs, elle met en espace ou participe à la conception de projets imaginés par Simon-Pierre Bestion pour l’ensemble instrumental et vocal La Tempête — Paroles à l’absent, L’Enfant noir.
Au cinéma, elle tourne dans Backstage d’Emmanuelle Bercot ; Renoir de Gilles Bourdos ; La Douleur d’Emmanuel Finkiel ; Paul Sanchez est revenu ! de Patricia Mazuy ; Cœurs vaillants de Mona Achache ; L’Envol de Pietro Marcello ; Revoir Paris d’Alice Winocour et incarne la mère de Moah dans la série Moah (OCS) réalisée par Benjamin Rocher. Par ailleurs, Anne-Lise Heimburger effectue de très nombreux enregistrements radio pour France Culture et prête sa voix à des documentaires et podcasts.