Entrée à la Comédie-Française en 1693 ; sociétaire en 1693 ; retraitée en 1736.

Issue d'une famille de comédiens – son grand-père, dont elle prend le nom, était au Théâtre du Marais –, Marie-Anne de Chasteauneuf, dite Mademoiselle Duclos, débute sans grand succès à l'Opéra-comique. À la Comédie-Française, elle est engagée en 1693, dans l'emploi des « reines » dont elle a le port et la majesté. Elle double la Champmeslé à partir de 1696 et, après la mort de cette dernière, elle domine incontestablement la scène tragique, jusqu'à l'engagement de Mademoiselle Lecouvreur, dont le jeu naturel et pathétique contraste avec l'emphase et la déclamation chantée de Mademoiselle Duclos. Elle crée de nombreux rôles de tragédie d'auteurs de son époque : Crébillon (Rhadamiste et Zénobie, 1711), Racine (Athalie, rôle de Josabeth, 1716), La Motte (Œdipe, 1726), Voltaire (Mariamne, 1724)...

Elle avait, dit-on, la faculté d'émouvoir le public par ses larmes, notamment dans Ariane (Ariane de Thomas Corneille) et jouait la tragédie de la manière traditionnelle héritée du XVIIe siècle. Son malheureux mariage, à 55 ans, avec le jeune Duchemin âgé de 17 ans, en fit la risée de la galerie et ne dura d'ailleurs que cinq ans (1725-1730).

Malgré son âge et une certaine désaffection du public pour son jeu démodé, en comparaison de celui d'Adrienne Lecouvreur et de Mademoiselle De Seine, elle continue à jouer et ne se retire qu'en 1736.