Australopithecus anamensis est une espèce fossile d'australopithèque. Le premier spécimen fossile de l'espèce, quoique non reconnu comme tel à l'époque, était un os de bras isolé trouvé dans des strates du Pliocène de la région de Kanapoi, à l'est du Lac Turkana au Kenya par une équipe de recherche de l'Université Harvard en 1965. À l'époque le spécimen a été provisoirement classé parmi les australopithèques et daté d'environ quatre Ma. On n'a pas découvert beaucoup plus à son sujet jusqu'en 1987, quand l'archéologue canadien Allan Morton (avec des membres de la Koobi Fora Field School de l'Université Harvard) a découvert des fragments d'un spécimen qui faisaient saillie sur un flanc de colline partiellement érodé à l'est d'Allia Bay, près du Lac Turkana.
Six ans plus tard Meave Leakey, paléoanthropologue kényane née à Londres, et l'archéologue Alan Walker ont fouillé le site d'Allia Bay et y ont découvert plusieurs fragments supplémentaires de l'hominidé, comprenant une mâchoire inférieure complète, très proche par son aspect de celle du chimpanzé ordinaire (Pan troglodytes) mais dont les dents ressemblent beaucoup plus aux dents humaines. En 1995, pour tenir compte des différences entre Australopithecus afarensis et les nouvelles découvertes, Meave Leakey et ses collaborateurs ont attribué ces dernières à une nouvelle espèce, Australopithecus anamensis, qui tire son nom du mot « anam », qui signifie « lac » en langue Turkana.
Bien que l'équipe de fouilles n'ait pas trouvé de hanches, de pieds ou de jambes, Meave Leakey pense qu’Australopithecus anamensis grimpait souvent aux arbres. Grimper aux arbres était un comportement que les premiers hominines ont conservé jusqu'à l'apparition de la première espèce Homo il y a environ 2,5 Ma. Australopithecus anamensis partage beaucoup de traits communs avec Australopithecus afarensis et peut aussi bien avoir été son ancêtre direct. On pense qu’Australopithecus anamensis a vécu entre 4,1 et 3,9 Ma. Les spécimens plus anciens ont été trouvés entre deux couches de cendre volcanique, datées de 4,17 à 4,12 Ma, un période durant laquelle Australopithecus afarensis apparaît parmi les fossiles.