Anaïs Demoustier, née le 29 septembre 1987 à Lille, est une actrice française.
Elle apparait pour la première fois au cinéma en 2003 dans Le Temps du loup de Michael Haneke aux côtés d'Isabelle Huppert. Sa popularité s'accroît avec des apparitions dans les films : La Belle Personne, Les Grandes Personnes en 2008, Belle épine, et la mini-série Paris, etc. en 2017.
Elle remporte le César de la meilleure actrice en 2019 pour son rôle dans la comédie Alice et le Maire. Par la suite, elle apparait dans plusieurs films à succès dont Novembre, Daaaaaalí !, Le Temps d'aimer, Fumer fait tousser, Incroyable mais vrai, ou encore Le Comte de Monte-Cristo en 2024.
Elle a tourné sous la direction de Rebecca Zlotowski, Christophe Honoré, James Hunt, Valérie Donzelli, et Quentin Dupieux dont elle est la muse.