Ana Paula Vitorino nasceu em Maputo, Moçambique, em 1962.
É licenciada em Engenharia Civil, ramo de Urbanização e Transportes, Instituto Superior Técnico (IST), 1986. Tem um curso de especialização em Organização e Gestão de Empresas de Transportes, IST, 1987. É Mestre em Transportes, IST, 1992.
É Professora Assistente do Instituto Superior Técnico, da secção de Urbanismo, Transportes, Vias e Sistemas do Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos, desde 1989/90,
É Investigadora no CESUR - Centro de Sistemas Urbanos e Regionais onde participou em vários trabalhos de investigação e inovação nas áreas do planeamento estratégico e operacional e de gestão aplicáveis aos transportes, UL-IST, desde 1989.
É autora de vários artigos publicados em revistas técnicas ou científicas na área dos Transportes, Infraestruturas, Logística e Economia do Mar.
Foi Diretora e Editora-Chefe da Revista Cluster do Mar, desde 2012.
Foi partner e responsável técnica da TransNetWork, empresa de consultoria, formação, planeamento, estudos e projetos nas áreas de Transportes, Portos, Logística, Infraestruturas, Gestão, Economia, Engenharia, Arquitetura, Construção e Planeamento, com trabalhos desenvolvidos em Portugal, África e América Latina desde 2011.
Foi Administradora não executiva da Hidroelétrica de Cahora Bassa, SA - no triénio 2010-2012.
Foi Presidente e Vogal do Conselho Diretivo do Instituto de Gestão Financeira e Patrimonial da Justiça - 2000-2002.
Foi Presidente do Grupo, da Comissão de Acompanhamento e da Comissão do Concurso Público Internacional para o projeto, a construção, o fornecimento de equipamentos, o financiamento, a operação e a manutenção do Metro do Sul do Tejo - 1999-2002.
Foi consultora independente, tendo assessorado e desenvolvido estudos e projetos para os setores público e privado nas áreas dos Transportes, Infraestruturas rodoviárias, ferroviárias, portuárias e aeroportuárias, Logística, Gestão de interfaces de transportes e Mobilidade urbana.
Foi Secretária de Estado dos Transportes no XVII Governo Constitucional - 2005-2009.
Foi Chefe do Gabinete do Secretário de Estado dos Transportes do XIII Governo Constitucional - 1995-1999.
É Deputada à Assembleia da República desde 2009.
É membro da Comissão Política Nacional do PS desde 2012.