Debutó en el cine por casualidad: siendo estudiante de Ciencias Exactas acompañó a su hermano, el actor Luis Arroyo, a las pruebas para el rodaje de una coproducción hispano-italiana, El último húsar (1940), de Luis Marquina; el director se fijó en ella y decidió darle el segundo papel femenino del filme.^[5]​ Un año después protagonizó Raza, de José Luis Sáenz de Heredia, junto a Alfredo Mayo, y se convirtió en una de las grandes estrellas del cine español del momento. Inició así una trayectoria plagada de grandes éxitos en la pantalla grande que se prolongó durante más de una década.

En la década de los años 40 rodó, entre otras, La florista de la reina (1940), de Eusebio Fernández Ardavín, Vidas cruzadas (1942), de Luis Marquina; Mañana como hoy (1947), de Mariano Pombo; La princesa de los Ursinos (1947), de Luis Lucia; El tambor del Bruch (1948), de Ignacio F. Iquino; Pacto de silencio (1949), de Antonio Román; Un hombre va por el camino (1949) de Manuel Mur Oti. Durante el rodaje de esta última conoció a Valentín Javier García-Fernández, con quien contrajo matrimonio en 1954.^[6]​

Compaginó su presencia en la gran pantalla con notables interpretaciones sobre los escenarios, donde había debutado al inicio de la década en el Teatro María Guerrero, de la mano de Luis Escobar. En 1945, Ana Mariscal representó en Valladolid Don Juan Tenorio de José Zorrilla. Por las noches interpretaba a Doña Inés, pero por las tardes se atrevió con el papel de Don Juan, lo cual fue tachado por algunos de «irreverente», llegando a realizarse un juicio literario contra ella, con acusador, defensor y tribunal. Fue absuelta de su «osadía»,^[7]​ gracias a la intervención de Alfredo Marqueríe.^[8]​ En 1947 representó Yerma, de Federico García Lorca, en Barcelona.^[9]​

Al iniciarse la década de los cincuenta, comenzó a espaciar sus apariciones como actriz y creó la productora Bosco Films. Poco después comenzó a producir, dirigir y escribir los guiones de sus propias películas: Segundo López, aventurero urbano (1953); Misa en Compostela (1954); Con la vida hicieron fuego (1959); La quiniela (1960). En 1963, con El camino, basada en la novela de Miguel Delibes, y rodada con muy pocos medios,^[10]​ logró el reconocimiento de la crítica a su labor detrás de la cámara. Esta película fue redescubierta para el gran público en 2021, al ser presentada dentro de la sección de películas clásicas de la historia del cine del Festival de Cannes, donde se exhibió una copia digitalizada.^[11]​

Además de sus propias películas rodó otras a las órdenes de diferentes directores, si bien de manera mucho más esporádica; estuvo presente, pues, en títulos de enorme repercusión comercial en su momento, como Jeromín (1953) y Morena Clara (1954), ambas de Luis Lucia; Un día perdido (1954), de José María Forqué;

Tras la boda en 1954, la pareja marchó a Argentina, donde permaneció dos años. Mariscal trabajó allí en algunas películas: En carne viva, Bacará, de Kurt Land; Enigma de mujer, de Enrique Cahen Salaberry; Los maridos de mamá, de Edgardo Togni. También apareció en televisión, e interpretó en el teatro obras de Federico García Lorca, al que había conocido cuando tenía 13 años,^[12]​ al ser Lorca amigo de su hermano, Luis Arroyo.

De vuelta a España, trabajó en películas de su propia productora, además de aceptar esporádicamente papeles en obras de otros directores: La violetera (1958), de Luis César Amadori o La reina del Chantecler (1958). Dio también clases de interpretación en el IIEC (Instituto de Investigaciones y Experiencias Cinematográficas) entre 1957 y 1960.^[13]​

En sus últimos años vivió voluntariamente apartada del mundo del espectáculo y se dedicó por completo a la literatura.^[14]​ Escribió Cincuenta años de teatro en Madrid, en 1984, y Hombres, en 1992.^[15]​

Falleció el 28 de marzo de 1995 a los 71 años en un hospital de Madrid a causa de un cáncer. Fue enterrada al día siguiente en el Cementerio de La Almudena.^[16]​ Su marido Valentín Javier García-Fernández (productor y fotógrafo) (1921-2012) falleció a los 91 años y fue incinerado en el mismo cementerio.^[17]​

Medallas del Círculo de Escritores Cinematográficos^[18]​^[19]​^[20]​

El Ayuntamiento de Madrid le puso su nombre a una calle en el distrito de Rivas-Vaciamadrid.^[21]​ También Pozuelo de Alarcón (Madrid), y los municipios de Guadalajara y Cáceres poseen una calle con su nombre. En enero de 1995 se le concedió la Medalla de Oro al mérito en las Bellas Artes.^[22]​

El Festival de Cine de Ourense (OUFF) le otorgó en 2023 el Premio Memoria Histórica del Cine Español.^[23]​

• Platea hogareña junto a Juan Carlos Thorry, en el ep. Los maridos de mamá.

• BORAU, José Luis (dir.) (1998). Diccionario del cine español. Madrid: Alianza Editorial. p. 544-5. ISBN 978-84-2065-257-3. 
• GREGORI, Antonio: El cine español según sus directores, págs. 238-254. Ediciones Cátedra, Madrid, 2009. ISBN 978-84-376-2614-7
• MARISCAL, Ana (1984). Cincuenta años de teatro en Madrid. Madrid: El Avapiés. p. 172. ISBN 978-84-86280-04-8. 
• — (1943). Mi vida. Madrid: Ed. Astros. 
• FONSECA, Victoria (2003). Egeda. Ana Mariscal, una cineasta pionera.^[1]​
• MARTÍNEZ TEJEDOR, María Concepción (2016). Directoras pioneras del cine español. Madrid: Fundación FirstTeam. pp. 59-72; 106-222. ISBN 978-84-608-3879-1. 

• Ana Mariscal en La noche del cine español. Minutos 15 a 97
• Ana Mariscal en Internet Movie Database (en inglés).

1. ↑ «EGEDA Sociedad de servicios para los productores audiovisuales». www.egeda.es. Consultado el 30 de junio de 2023.