C’est lors de la toute première édition de Star Académie, en 2003, que le public la découvre. En 2005, l'album Quand je ferme les yeux se voit certifié platine, avec plus de 125 000 copies vendues. Ce succès phénoménal lui permet aussi de livrer 119 concerts à guichets fermés. Elles s'entourent de collaborateurs d'exception comme Serge Lama, Garou, Grégory Charles, Fred St-Gelais et Marc Dupré. Annie ajoute de nombreuses cordes à son arc en touchant à l’animation, au théâtre et tout récemment, à la comédie musicale avec le rôle de Sandy dans Grease. Elle participe au grandiose spectacle de Céline Dion sur les plaines d’Abraham, elle interprète la chanson thème francophone des Jeux Olympiques d’hiver de Vancouver, certifiée cinq fois platine et elle devient mentor à La Voix dans l'équipe de Marc Dupré. En plus de ses nombreuses participations à des albums variés, Annie Villeneuve compte, à ce jour, cinq albums solo : Quand je ferme les yeux (certifié platine), Annie Villeneuve (certifié or), Noël chez moi (certifié or), Telle qu’elle (qui lui permettra de chanter pour une toute première fois au Centre Bell) et 5. Ce dernier, paru chez Musicor au printemps 2017, a été enregistré à Nashville, auprès du célèbre réalisateur Chad Carlson, bien connu pour son travail notamment avec Taylor Swift. Depuis 2018, Annie, toujours très convoitée grâce à sa dextérité vocale, cumule plus de 200 représentations à travers la province. De plus, elle anime sur les ondes de Rythme FM.