Anette K. Olesen machte ihren Regieabschluss auf der National Film School in Dänemark. Ihr Abschlussfilm 10.32AM Tuesday - A Love Story (1991) gewann zahlreiche Preise in der ganzen Welt. Seitdem hat sie etliche preisgekrönte Kurz- und Dokumentarfilme gedreht, außerdem arbeitet sie gelegentlich in der Werbung. Ihren Durchbruch in Dänemark wie auch im Ausland hatte sie mit ihrem ersten Spielfilm Kleine Missgeschicke (2002). Er gewann den Blauen Engel als bester europäischer Film auf der Berlinale 2002.

Annette K. Olesen unterrichtet an der National Film School und ist Studienberaterin für die Fächer Regie und Schnitt. 2003 bekam sie ein dreijähriges Stipendium von der Danish Arts Foundation.