2004 - 2006 წლებში მუშაობდა საქართველოს ახალგაზრდა იურისტთა ასოციაციაში თავმჯდომარის თანამდებობაზე. 2010–2011 წლებში - მსოფლიო ბანკის კონსულტანტი (აშშ). 2015 წლის მაისიდან 2016 წლის 27 ივნისამდე ანა დოლიძე მუშაობდა საქართველოს თავდაცვის მინისტრის მოადგილის თანამდებობაზე. 2016 წლის 27 ივნისს დაინიშნა საქართველოს პრეზიდენტის საპარლამენტო მდივნად.

2005-2015 წლებში კითხულობდა ლექციებს კავკასიის სამართლის სკოლაში, ქართულ-ამერიკულ უნივერსიტეტში; უელსის კოლეჯში (აშშ); ელმირას მკაცრი რეჟიმის სასჯელაღსრულებით დაწესებულებაში (აშშ); ნიუ-იორკის უნივერსიტეტში (აშშ); კომპლუტენსის უნივერსიტეტში (ესპანეთი), დიუკის უნივერსიტეტში (აშშ); 2013 წლიდან არის დასავლეთ ონტარიოს უნივერსიტეტის იურიდიული ფაკულტეტის ასისტენტი პროფესორი(კანადა).

გამოქვეყნებული აქვს 20-ზე მეტი სამეცნიერო ნაშრომი და ანგარიში გარდამავალი პერიოდის მართლმსაჯულების, ადამიანის უფლებათა საერთაშორისო და ევროპული სამართლის, საერთაშორისო სამართლის საკითხებზე. მას აქვს მრავალ ქართულ და საერთაშორისო ორგანიზაციაში მუშაობის 15 წლიანი გამოცდილება.