В 1833 году, еще будучи ученицей театрального училища, Анна дебютировала на оперной сцене с небольшой партией Пипо в «Сороке-воровке» Россини. Знатоки немедленно отметили ее выдающиеся вокальные данные: редкое по силе и красоте контральто, отличную технику, выразительность пения. Позднее молодая певица выступила в партии Ритты («Цампа, морской разбойник, или Мраморная невеста»).
В то время императорская сцена была почти полностью отдана во власть итальянской оперы, и молодая певица не могла в полной мере раскрыть свое дарование. Несмотря на успех, по окончании училища Анна была определена по указанию директора Императорских театров А. Гедеонова в хор Петербургской оперы. В этот период Воробьева принимала участие в драмах, водевилях, различных дивертисментах, выступала в концертах с исполнением испанских арий и романсов. Лишь благодаря хлопотам К. Кавоса, оценившего голос и сценическое дарование молодой артистки, получила возможность выступить 30 января 1835 года в партии Арзаче, после чего была зачислена в солистки Петербургской оперы.
Став солисткой, Воробьева начала осваивать «белькантовый» репертуар — преимущественно оперы Россини и Беллини. Но тут произошло событие, круто изменившее ее судьбу. Михаил Иванович Глинка, приступивший к работе над первой своей оперой, безошибочным и проницательным взглядом художника отличил среди многих певцов русской оперы двух, избрал их для исполнения главных партий будущей оперы. И не только избрал, но и стал сам готовить их к выполнению ответственной миссии.
«Артисты проходили со мной партии с искренним усердием, — вспоминал он позднее. — Петрова (тогда еще Воробьева), необыкновенно талантливая артистка, всегда просила меня пропеть ей каждую новую для нее музыку раза два, в третий — слова и музыку она уже хорошо пела и знала наизусть…»
Увлечение певицы музыкой Глинки росло. Судя по всему, и автор уже тогда был удовлетворен ее успехами. Во всяком случае, в конце лета 1836 года он уже написал трио с хором «Ах не мне, бедному, ветру буйному» по собственным словам «соображаясь с средствами и талантом г-жи Воробьевой».
8 апреля 1836 года певица выступила в роли невольницы в драме «Молдавская цыганка, или Золото и кинжал» К. Бахтурина, где в начале третьей картины исполнила арию с женским хором, написанную Глинкой.
Вскоре состоялась историческая для русской музыки премьера первой оперы Глинки. В.В. Стасов много позднее писал:
"27 ноября 1836 года дана была в первый раз опера Глинки «Сусанин»…
Представления «Сусанина» были рядом торжеств для Глинки, но также и для двух главных исполнителей: Осипа Афанасьевича Петрова, исполнявшего роль Сусанина, и для Анны Яковлевны Воробьевой, исполнявшей роль Вани. Эта последняя была еще совсем молодая девушка, только за год выпущенная из театральной школы и вплоть до самого появления «Сусанина» осужденная пресмыкаться в хоре, несмотря на изумительный свой голос и способности. С первых же представлений новой оперы оба эти артиста поднялись на такую высоту художественного исполнения, какой до тех пор не достигал ни один наш оперный исполнитель. Голос Петрова получил к этому времени все свое развитие и сделался тем великолепным, «могучим басом», про который говорит Глинка в своих «Записках». Голос Воробьевой был один из самых необычайных, изумительных контральто в целой Европе: объем, красота, сила, мягкость — все в нем поражало слушателя и действовало на него с неотразимым обаянием. Но художественные качества обоих артистов оставляли далеко за собою совершенство их голосов.
Драматичность, глубокое, искреннее чувство, способное доходить до потрясающей патетичности, простота и правдивость, горячность — вот что сразу выдвинуло Петрова и Воробьеву на первое место в ряду наших исполнителей и заставило русскую публику ходить толпами на представления «Ивана Сусанина». Сам Глинка сразу оценил все достоинство двух этих исполнителей и с сочувствием занялся их высшим художественным образованием. Легко представить себе, как далеко должны были шагнуть вперед талантливые, богато одаренные уже и так от природы артисты, когда руководителем, советником и учителем их вдруг сделался гениальный композитор".
Вскоре после этого спектакля, в 1837 году, Анна Яковлевна Воробьева стала женой Петрова. Глинка сделал молодоженам самый дорогой, бесценный подарок. Вот как рассказывает об этом в своих воспоминаниях сама артистка:
"В сентябре Осипа Афанасьевича очень озабочивала мысль о том, что ему дать в бенефис, назначенный на 18 октября. Летом, за свадебными хлопотами, он совсем забыл об этом дне. В те времена… каждый артист должен был сам заботиться о составлении спектакля, если же он ничего нового не придумает, а старого дать не захочет, то рисковал и совсем лишиться бенефиса (что я на себе однажды испытала), таковы были тогда правила. 18-е октября не за горами, надо на что-нибудь решиться. Толкуя таким образом, мы пришли к мысли: не согласится ли Глинка прибавить к своей опере еще одну сцену для Вани. В 3-м акте Сусанин посылает Ваню на барский двор, так нельзя ли будет прибавить, как Ваня прибегает туда?
Муж сейчас же направился к Нестору Васильевичу Кукольнику рассказать о нашей идее. Кукольник выслушал очень внимательно, да и говорит: «Приходи, братец, вечерком, Миша у меня сегодня будет, и мы потолкуем». В 8-м часу вечера Осип Афанасьевич отправился туда. Входит, видит, что Глинка сидит за роялем и что-то напевает, а Кукольник расхаживает по комнате и что-то бормочет. Оказывается, что у Кукольника уже сделан план новой сцены, слова почти готовы, а у Глинки разыгрывается фантазия. Оба они с удовольствием ухватились за эту идею и обнадежили Осипа Афанасьевича, что к 18-му октября сцена будет готова.
На другой день, часов в 9 утра, раздается сильный звонок; я еще не вставала, ну, думаю, кто это так рано пришел? Вдруг кто-то стучит в дверь моей комнаты, и слышу голос Глинки:
— Барынька, вставайте скорей, я новую арию принес!
В десять минут я была готова. Выхожу, а Глинка уже сидит за роялем и показывает Осипу Афанасьевичу новую сцену. Можно вообразить мое удивление, когда я услыхала ее и убедилась, что сцена почти совсем готова, т.е. все речитативы, анданте и аллегро. Я просто остолбенела. Когда успел он ее писать? Вчера только о ней и речь зашла! «Ну, Михаил Иванович, — говорю я, — да вы просто колдун». А он только самодовольно улыбается да говорит мне:
— Я, барыня, принес вам черновую, чтобы вы попробовали по голосу и ловко ли написано.
Я пропела и нашла, что ловко и по голосу. После этого он уехал, но дал обещание скоро прислать арию, а к началу октября оркестровать сцену. 18 октября, в бенефис Осипа Афанасьевича, шла опера «Жизнь за царя» с добавочною сценою, которая имела громадный успех; много вызывали автора и исполнительницу. С тех пор эта добавочная сцена вошла в состав оперы, и в таком виде она исполняется до настоящего времени".
Прошло несколько лет, и признательная певица смогла достойно отблагодарить своего благодетеля. Произошло это в 1842 году, в те ноябрьские дни, когда в Петербурге впервые давалась опера «Руслан и Людмила». На премьере и на втором спектакле из-за болезни Анны Яковлевны партию Ратмира исполняла молодая и неопытная еще певица Петрова — однофамилица ее. Пела довольно робко, и во многом поэтому опера была принята холодно. «На третье представление явилась старшая Петрова, — пишет Глинка в своих „Записках“, — она исполнила сцену третьего действия с таким увлечением, что привела в восторг публику. Раздались звонкие и продолжительные рукоплескания, торжественно вызывали сперва меня, потом Петрову. Эти вызовы продолжались в продолжение 17 представлений…» Добавим, что, по свидетельству газет того времени, певицу иногда по три раза заставляли бисировать арию Ратмира.
В.В. Стасов писал:
"Главные роли ее, в течение 10-летнего сценического ее поприща, от 1835 по 1845, были в следующих операх: «Иван Сусанин», «Руслан и Людмила» — Глинки; «Семирамида», «Танкред», «Граф Ори», «Сорока-воровка» — Россини; «Монтекки и Капулетти», «Норма» — Беллини; «Осада Калэ» — Донидзетти; «Теобальдо и Изолина» — Морлакки; «Цампа» — Герольда. В 1840 году она, вместе со знаменитой, гениальной итальянкой Пастой исполняла «Монтекки и Капулетти» и приводила публику в неописанный восторг своим страстным, патетическим исполнением партии Ромео. В том же году она исполняла с одинаковым же совершенством и энтузиазмом партию Теобальдо в опере Морлакки «Теобальдо и Изолина», по либретто своему очень сходной с «Монтекки и Капулетти». По поводу первой из этих двух опер Кукольник писал в «Художественной газете»: "Скажите, у кого перенял Теобальдо дивную простоту и правду игры? Только способностям высшего разряда дозволено одним вдохновенным предчувствием угадывать предел изящного, и, увлекая других, самим увлекаться, выдерживая до конца и возрастание страстей, и силу голоса, и малейшие оттенки роли.