Осенью 1893 года вместе с семьёй перебралась из Самары в Москву, где на следующий год вошла в социал-демократическое движение, установив связь с рабочими кружками «Московский рабочий союз» Мицкевича, Масленникова и Чорбы. Ею была переведена с немецкого языка пьеса Г. Гауптмана «Ткачи» и составлена краткая брошюра по книге Е. М. Дементьева «Фабрика, что она даёт населению и что она берёт»; эти произведения много читались рабочими Москвы и Подмосковья.
С 1909 по 1913 год вместе с младшей сестрой М. И. Ульяновой, мужем М. Т. Елизаровым и матерью В. И. ЛенинаМ. А. Ульяновой жили в Саратове на Угодниковской (ныне — Ульяновской) улице в доме № 26 (ныне здесь филиал областного музея краеведения — квартира-музей семьи Ульяновых) А. И. Ульянова вместе с сестрой М. И. Ульяновой установили связи с местными революционными деятелями. Осуществляли связь с заграничным центром, с В. И. Лениным. Под руководством сестёр в начале 1911 года была восстановлена разгромленная охранкой Саратовская организация РСДРП. Руководящее ядро группы составили: М. И. Ульянова, С. С. Кржижановский, рабочие: А. А. Ларионов, А. В. Симонов, И. В. Нефёдов, А. А. Гоголкин, Я. Бесчастнов.
С весны 1911 года стала выходить легальная социал-демократическая «Приволжская газета». Саратовская организация РСДРП одна из первых положительно отнеслась к постановлению совещания членов ЦК о созыве VI (Пражской) конференции РСДРП и затем одобрило её решения, направленные на укрепление нелегальной партии и борьбу с ликвидаторами и отзовистами. Активная деятельность организации встревожила власти, и в ночь на 8 мая 1912 года были произведены обыски и арестованы 13 человек, в том числе М.И.Ульянова, А.И.Ульянова-Елизарова и другие члены. В конце мая А. И. Ульяновой удалось вырваться из тюрьмы и принять меры к налаживанию дальнейшей партийной работы Саратовской организации РСДРП. М. И. Ульянова и другие члены организации были высланы в Вологодскую губернию.
В 1913 году в Петербурге работала в «Правде», секретарём журнала «Просвещение» и членом редакции журнала «Работница»[5]. Организовывала в России сбор средств для партии и транспортировку литературы.
Арестовывалась в 1904, 1907, 1912, 1916, 1917 годах.
В 1924 году, после смерти В. И. Ленина, Елизарова была откомандирована ЦК РКП(б) в Ленинград для сбора материалов о семье Ульяновых для написания научной работы по этой теме. Во время этих исследований в архивах Министерства внутренних дел Елизаровой стало известно то, что уже было известно другой группе исследователей в результате поисков предков Ленина на Украине для прояснения его возможной наследственной болезни: дед Ленина был евреем из кантонистов.
Однако тогда же ЦК РКП(б) распорядился держать ��нформацию об этом в строгом секрете. Елизарова протестовала против такого решения ЦК, так как считала его несправедливым и нарушающим принцип национального равноправия, но как член партии была вынуждена подчиниться, хотя и не смирилась с ним.
Известно, что 28 декабря1932 года она написала Сталину письмо, в котором напоминала ему о еврейских корнях Ленина, что её брат Владимир всегда довольно хорошо отзывался о евреях и ей очень жаль, что этот факт о семье Ульяновых не был до сих пор обнародован. Письмо было написано Елизаровой для того, чтобы выступить против антисемитизма, усиливавшегося тогда в СССР. Обращение к Сталину не принесло результатов, и спустя два года Елизарова вновь написала Сталину на эту тему, но тогда ухудшение международной обстановки привело к тому, что Сталин от публикации этих данных вновь отказался.
Могила Анны Ильиничны Ульяновой-Елизаровой на Литераторских мостках в Санкт-Петербурге.Доска на семейном мемориале Ульяновых на Литераторских мостках с фамилией Анны Ильиничны.
Памятная доска на здании Симбирской Мариинской гимназии (г. Ульяновск).В 1969 году постановлением Совета Министров РСФСР средней общеобразовательной трудовой политехнической школе № 3 присвоено имя Анны и Ольги Ульяновых (ныне МБОУ «Мариинская женская гимназия № 3» (город Ульяновск)[9] и установлена памятная доска на здании Симбирской Мариинской гимназии.
С 1979 года в Томске существует улица Елизаровых (названа в честь Анны и её мужа Марка Елизаровых).
17 декабря 1982 года в Москве, в доме, где проживала семья А. И. Елизаровой-Ульяновой (Манежная, 9), была открыта Музей-квартира А. И. Ульяновой-Елизаровой. Закрыта в 1992 году.
Горшенин Александр Владимирович.Переводческая деятельность А.И. Ульяновой-Елизаровой в Самаре // Столица и провинции: взаимоотношения центра и регионов в истории России. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием / Отв.ред. В.В. Карпова. : Сборник статей. — Спб.: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2017. — С. 258—263.
Семья Ульяновых «А.И. Ульянова-Елизарова» / Сост. Н. С. Гудкова.— СЗО 2-е изд.— М.: Политиздат, 1985.— 512 с., ил.
А. И. Ульянова-Елизарова [Текст]. — Москва : Политиздат, 1970. — 143 с., 2 л. ил.; 16 см. — (Семья Ульяновых).
Славные большевички / Подготовка Е. Д. Стасовой и др. — М.: Госполитиздат, 1958. — С. 9—34. — 100 000 экз.