Née en Belgique, Anne-Catherine Gillet rejoint très jeune la troupe de l’Opéra Royal de Wallonie où elle aborde ses premiers rôles. Sa carrière se déploie rapidement à l’international dans des maisons prestigieuses. Le Théâtre du Capitole de Toulouse l’invite pour de nombreux rôles importants, Sir John Eliot Gardiner la choisit pour le rôle de Laoula/L’Étoile de Chabrier, qu’elle chante à l’Opernhaus de Zurich et à l’Opéra Comique de Paris, avant de faire ses débuts à l’Opéra national de Paris. Durant ses premières années, elle chante : Sophie/Werther, Musetta/La Bohème, Sophie/Der Rosenkavalier, Sœur Constance/Dialogues des Carmélites et Zdenka/Arabella puis aborde Despina/Così fan tutte (Théâtre des Champs-Élysées, Tourcoing, Toulouse, Opéra de Paris-Garnier, Susanna/Le Nozze di Figaro (Nice, Toulouse, Liège), et Micaëla/Carmen(Opéra Comique, Marseille, Pékin). Elle chante aussi les grands rôles baroques (Poppea, Aricie) sous la dir. de Ch. Rousset, Ottavio Dantone ou Emmanuelle Haïm et développe une affection particulière pour le répertoire français du XIXe siècle avec les rôles de Cendrillon et de Manon de Massenet, de Juliette de Gounod ou celui de Leïla/Les Pêcheurs de perles. Le répertoire du XXe siècle lui offre des rôles tels que Mélisande, les rôles-titre de L’Héritière et de Colombe de Jean-Michel Damase (Marseille), The Governess/The Turn of the Screw (Francfort) ou Blanche/Dialogues des Carmélites.
Elle travaille avec nombreux chefs (A. Altinoglu, J. López Cobos, J. E. Gardiner, E. Haïm, Ph. Jordan, J. Kout, J. Lacombe, L. Langrée, JC. Malgoire, M. Minkowski, K. Nagano, G. Neuhold, Kazushi no, JY. Ossonce, A. Pappano, E. Pido, M. Plasson, G. Prêtre, C. Rizzi, M. Soustrot, A. Zedda)… Plus récemment, elle chante Gretel/Hänsel und Gretel (Opéra de Paris), Oscar/Un Ballo in maschera (Chorégies d’Orange), Ilia/Idomeneo (Francfort), Gilda/Rigoletto (La Monnaie de Bruxelles, Bolchoï), Manon (Opéra de Lausanne, Monaco), le rôle-titre/Roméo et Juliette (Opéra de Monte-Carlo), Pamina/Die Zauberflöte (Nice, Marseille, Opéra Royal de Wallonie), Héro/Béatrice et Benedict (La Monnaie, Festival de Glyndebourne), Minerva/Il Ritorno d’Ulisse in patria (Théâtre des Champs-Elysées, Opéra de Dijon), Caroline/Die Fledermaus (Marseille), Donna Anna/Don Giovanni (Lausanne), Gabrielle/La Vie parisienne (Opéra National de Bordeaux), Adina/L’Elisir d’amore, Blanche/Dialogues des Carmélites et Norina/Don Pasquale (Bruxelles), Mélisande/Pelléas et Mélisande (Oviedo, Opéra du Rhin), Angèle/Le Domino noir (Liège, Opéra Comique), Susanna/Le Nozze di Figaro (Marseille), Suzanne/Madame Favart d’Offenbach et Jacqueline/Fortunio (Opéra Comique), Servilia/La Clemenza di Tito (Liceu de Barcelone), Fiordiligi/Così fan tutte (Toulouse), Norina/Don Pasquale (Opéra de Tours), sa prise de rôle de Marguerite/Faust de Gounod à l’Opéra Royal de Wallonie, rôle qu’elle a ensuite repris à Cologne sous la direction de François-Xavier Roth, Micaëla/Carmen (Monnaie de Bruxelles en janvier 2022) le diptyque Point d’orgue, création de Thierry Escaich (Opéra National de Bordeaux oct. 2021)...
Parmi sa discographie, citons les enregistrements de L’Aiglon d’Ibert dir. Kent Nagano (Decca, 2016), Barber-Berlioz-Britten avec l’Orchestre Philharmonique Royal de Liège (AEON 2011) Rodrigo de Haendel (Naïve), et les DVD de Carmen (J. E. Gardiner - FraMusica 2009) et Werther à Bastille (M. Plasson - Decca 2010).
En 2022/2023, elle interprète en version de concert La Princesse de Trébizonde d’Offenbach sous la dir. de Paul Daniel (Southbank Londres), Les Béatitudes de C. Franck avec l’Orchestre Philharmonique Royal de Liège ou Nérine/Les Paladins avec la Chapelle harmonique (Versailles)...
Parmi ses projets citons entre autres Leila/Les Pêcheurs de perles (Toulouse, Saint-Etienne), La Veuve joyeuse (Marseille), Marguerite/Faust (Opéra de Cologne)...