Anna von Mildenburg (* 29. November 1872 in Wien; † 27. Januar 1947 ebenda), geb. Bellschan von Mildenburg, verehelichte Anna Bahr-Mildenburg, war eine Sopranistin und gefeierte Wagner-Interpretin.
Sie war Schülerin von Rosa Papier und Johannes Ress am Konservatorium der Gesellschaft der Musikfreunde in Wien, dann bei Cosima Wagner und Gustav Mahler.
Ihr erstes Engagement war 1895 am Hamburger Stadttheater, wo sie die Rolle der Brünnhilde singen sollte, eine der schwierigsten Wagner-Rollen. Mit Gustav Mahler, der bereits seit 1891 Kapellmeister an diesem Hause war, begann sie ein Liebesverhältnis, das allerdings 1897 bereits wieder deutlich abgekühlt war. 1897 sang sie in Bayreuth die Kundry.
Obwohl das Verhältnis mit ihr beendet war, holte Gustav Mahler sie 1898 an die Wiener Hofoper, wo sie in den berühmten Inszenierungen Mahlers enormen Erfolg hatte. Bereits im ersten Jahr zahlte man ihr dort 14.000 Gulden (ungefähr ein Gegenwert von 112.000 Euro); ihr Gehalt glich damit dem von Mahler, der die Wiener Hofoper leitete. Anna von Mildenburg war bis 1917 gefeiertes Mitglied der Wiener Hofoper. Die Aufführung von Tristan und Isolde, bei der Mildenburg die Isolde sang, Alfred Roller das Bühnenbild schuf und Mahler dirigierte, gilt bis heute als legendäre Aufführung.
Ab 1904 hatte sie eine Beziehung mit Hermann Bahr, die 1909 nach seiner Scheidung in der Ehe mündete. Gemeinsam übersiedelten sie 1912 nach Salzburg. 1920 nahm sie dann eine Stelle als „Lehrerin der Darstellungskunst“ an die Akademie der Tonkunst in München an. Nach Bahrs Tod 1934 betätigte sie sich als seine Nachlassverwalterin und versuchte, mäßig erfolgreich, seine Schriften zu ordnen.
Anna von Mildenburg gastierte bei den Salzburger Festspielen 1922–1927 in Hugo von Hofmannsthals Das Salzburger Große Welttheater und unterrichtete 1929 an der Internationalen Sommerakademie Mozarteum in Salzburg.
Gemeinsam mit ihrem Mann Hermann Bahr hat sie ein Ehrengrab auf dem Salzburger Kommunalfriedhof erhalten.