Thanh An tên đầy đủ là Nguyễn Thanh An, sinh ngày 25 tháng 12 năm 1934 tại làng Bích La Nam, xã Triệu Đông, huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị. Ông nhập ngũ từ tháng 1 năm 1951 và trở thành lính trinh sát thuộc biên chế của Sư đoàn 325 khi chỉ vừa 16 tuổi. Sau khi Thanh An cùng sư đoàn tham gia Chiến dịch Đông Xuân từ năm 1953 đến năm 1954 một thời gian thì hòa bình lập lại ở miền Bắc Việt Nam, Sư đoàn 325 được thành lập một đoàn văn công không chuyên. Năm 1955, Thanh An được điều về đoàn văn công này. Cũng ngay trong năm này, ông đã viết vở kịch Sự thật ở miền Nam. Không chỉ là vở kịch đầu tay của đạo diễn Thanh An, đây còn là tiết mục chủ đạo của đoàn văn công Sư đoàn 325 trong nhiều năm lưu diễn.[3]

Năm 1958, khi đang là trưởng đoàn văn công, ông được cử đi học tại Trường Âm nhạc Việt Nam (sau này là Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam). Tại đây, ông theo học khoa Hơi, chuyên ngành Kèn dưới sự hướng dẫn của các giáo viên và chuyên gia đến từ Liên Xô. Sau khi tốt nghiệp loại ưu, ông được nhà trường giữ lại giảng dạy trong 2 năm.[3] Năm 1965, ông xin vào khóa điện ảnh "chống Mỹ cứu nước" của Trường Điện ảnh Việt Nam cùng với nhiều nhà làm phim nổi tiếng về sau như Đào Trọng Khánh, Trần Văn Thủy, Xuân Sơn, Sĩ Chung, và bắt đầu gắn bó với ngành điện ảnh kể từ đó.[4] Tác phẩm tốt nghiệp được quay bằng phim 16mm về đảo đèn Long Châu đã giúp Thanh An nhận được bằng tốt nghiệp loại ưu. Những chất liệu ông có được trong những chuyến khảo sát thực tế để làm bộ phim tốt nghiệp còn giúp ông cho ra đời bộ phim tài liệu Ngọn đèn cửa biển vào năm 1966, tác phẩm đã giành được Cúp Bạc tại Liên hoan phim Á Phi và Bông sen bạc tại Liên hoan phim Việt Nam.[5]

Năm 1967, ông tốt nghiệp trường điện ảnh và về làm việc tại Xưởng phim Tài liệu – Thời sự Việt Nam (nay là Hãng phim Tài liệu và Khoa học Trung ương). Tháng 2 năm 1989, ông được bầu làm Phó Tổng thư ký của Hội Điện ảnh Việt Nam tại Đại hội lần thứ 3, và đảm nhiệm vai trò này 2 nhiệm kỳ liên tiếp.[6] Năm 2001, ông bắt đầu thực hiện bộ phim tài liệu về Tổng bí thư Lê Duẩn.[7] Nhưng đến năm 2004 bộ phim mới được hoàn thành,[8] và ra mắt vào năm 2007 nhân kỷ niệm 100 năm ngày sinh của cố Tổng bí thư.[9] Ngày 21 tháng 4 năm 2011, ông qua đời ở Hà Nội, thọ 78 tuổi.[10]