Анна Остроглазова — дочь калужского священника. Окончила среднее учебное заведение и поступила в институт народного образования; окончив два курса, она в 1920 году, будучи 20 лет, ушла из института.
Поступила работать бухгалтером в Калужское педагогическое училище. Здесь Анну Остроглазову за ее кроткий нрав полюбили как преподаватели, так и учащиеся, многие из которых приходили к ней поделиться своими горестями и бедами. Анна Остроглазова была глубоко верующим, благочестивым и серьезным человеком, и когда Калужскую кафедру возглавил епископ Августин (Беляев), она стала его ближайшей помощницей.
Собирая о ней сведения и готовя постановление об ее аресте, сотрудник НКВД составил о ней такую характеристику: «дочь попа, девица, активная церковница». После ее ареста 16 октября 1937 года НКВД потребовал от администрации педагогического училища, где она работала, дать характеристику своей сотруднице, арестованной по обвинению в контрреволюционной деятельности. Администрация дала следующую характеристику: «Остроглазова работает в училище около пятнадцати лет, хорошо знает всю обстановку и всех работников училища и учащихся. С текущей работой бухгалтера справлялась. Остроглазова отличалась крайней молчаливостью, поэтому чрезвычайно трудно было выявить ее лицо: на собраниях и в политкружке она никогда не выступала и в разговорах с преподавателями и администрацией обыкновенно ограничивалась короткими ответами или замечаниями. По имеющимся сведениям, она, будучи дочерью служителя культа и живя вместе с отцом, находилась всегда в тесном окружении церковников, сама часто посещала церковь, усердно молилась, преклонялась перед архиереем, сама обстановка в их доме напоминала церковь. Было также заметно стремление Остроглазовой войти в курс всех вопросов работы училища (хозяйственных, учебно-воспитательных и прочих). Иногда заявления учащихся по делам даже не финансового характера подавались ей прежде, чем попадали к администрации. Известен случай, когда Остроглазова убеждала уборщицу при проведении всесоюзной переписи записаться верующей».
На допросах мужественная и благочестивая христианка держалась с достоинством и спокойствием.
— Вы арестованы за антисоветскую деятельность, следствие требует от вас дачи откровенных показаний по данному вопросу.
— Антисоветской деятельностью я не занималась и виновной себя не признаю.
— Вы дали ложные показания, следствие располагает точными данными, что вы, будучи враждебно настроены против существующего строя, занимались антисоветской агитацией. Следствие требует прекратить запирательство и дать правдивые показания по этому вопросу.
— Виновной себя не признаю и к предыдущему ответу ничего добавить не могу.
— Следствием установлено, что вы являетесь участницей контрреволюционной монархической организации. Вы это подтверждаете?
— Я этого не подтверждаю.
— Вам зачитываются показания обвиняемого Афанасия Васильевича Любимова: «Членом нашей контрреволюционной церковно-монархической организации является Анна Ивановна Остроглазова… доверенное лицо Августина… Она вела большую антисоветскую деятельность, воспитывая в контрреволюционном религиозном духе интеллигенцию, главным образом детей бывших людей и служителей культа… Вы это подтверждаете?
— Этого я не подтверждаю и виновной себя не признаю.
— Следствием установлено, что вы, работая бухгалтером педагогического училища, занимались вредительством, чем искусственно создавали недовольство педагогов на мероприятия партии и советского правительства. Вы признаете себя виновной в этом?
— Вредительством я не занималась и виновной в этом себя не признаю.
— Следствием установлено, что вы занимались антисоветской клеветой, распространяя контрреволюционные суеверные слухи. Вы признаете себя виновной в этом?
— Виновной в этом я тоже себя не признаю.
19 ноября 1937 года Тройка НКВД приговорила Анну Остроглазову к десяти годам заключения в исправительно-трудовой лагерь, где она приняла мученическую кончину от голода.