Annette Weinke studierte von 1984 bis 1989 Geschichte, Publizistik und Kunstgeschichte an der Georg-August-Universität Göttingen und Freien Universität Berlin, wo sie von 1990 bis 1992 am Institut für Kommunikationsgeschichte wissenschaftliche Mitarbeiterin war. Von 1996 bis 2000 war sie Promotionsstipendiatin des Evangelischen Studienwerks Villigst. Weinke promovierte 2001 am Fachbereich Neuere und Neueste Geschichte der Universität Potsdam bei Christoph Kleßmann mit einer Studie zum Thema "NS-Strafverfolgung und Vergangenheitspolitik - Die deutsch-deutschen Ermittlungen gegen NS-Täter zwischen innerdeutscher Konfrontation und außenpolitischer Notwendigkeit 1949-1969". Im Jahr 2002 war sie DAAD Visiting Professor an der University of Massachusetts. Danach war sie von 2003 bis 2004 Lehrbeauftragte an der University of North Carolina. Danach war sie Lehrbeauftragte für das Berlin European Studies Program (FU-BEST) der Freien Universität Berlin. Von 2006 bis 2008 arbeitete Weinke als wissenschaftliche Mitarbeiterin der Forschungsstelle Ludwigsburg. Von 2006 bis 2010 war sie wissenschaftliche Mitarbeiterin der Unabhängigen Historikerkommission zur Geschichte des Auswärtigen Amtes in der Zeit des Nationalsozialismus. Seit Herbst 2010 ist Weinke wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Neuere und Neueste Geschichte der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Im Juli 2014 habilitierte sie sich an der Philosophischen Fakultät der Universität Jena mit einer Studie zu Transnationalen Debatten über deutsche Staatsverbrechen im 20. Jahrhundert und ist stellvertretende Leiterin des Jena Center Geschichte des 20. Jahrhunderts . 2015 und 2016 war Weinke Visiting Fellow am History Department der Princeton University, New Jersey. Derzeit ist sie am Lehrstuhl für Neuere und Neueste Geschichte des Historischen Instituts der Friedrich-Schiller-Universität Jena tätig.