Dopo un inizio come pittrice, con mostre alla Galleria del Cavallino di Venezia, in Svizzera, in Giappone e in Brasile, che le consentì di entrare in contatto con personaggi quali Alberto Sartoris, Max Bill, Ugo Mulas, Marino Marini, alla fine degli anni '60 iniziò a pubblicare poesie con Vanni Scheiwiller, e a frequentare gli ambienti letterari.
Nel 1968 iniziò una lunga e discussa amicizia con Eugenio Montale, il quale, come la Cima dichiarò pubblicamente dopo la morte del poeta, le aveva lasciato 84 poesie inedite, scritte tra il 1969 e il ’79 e a lei dedicate, chiedendole di pubblicarle dopo la sua morte. Gli inediti, di controversa attribuzione, furono pubblicati nel 1996 da Arnoldo Mondadori Editore col titolo Diario postumo e un apparato critico di Rosanna Bettarini.
Terzo modo poesie, Milano, All'insegna del pesce d'oro, 1969 (nuova ed. con postfazione di Eugenio Montale, Genova, Il melangolo, 2006)
La genesi e altre poesie, Milano, Vanni Scheiwiller, 1971
Incontro Palazzeschi, con cinque poesie inedite di Aldo Palazzeschi, Milano, All'insegna del pesce d'oro, 1972
Incontro Montale, con uno schizzo inedito di Marino Marini, Milano, All'insegna del pesce d'oro, 1973
Immobilità, prefazione di Cesare Segre, Milano, All'insegna del pesce d'oro, 1974 (Trad. spagnola di Jorge Guillén, Malaga 1976)
Sesamon, Milano, Guanda, 1977
Ipotesi d'amore, prefazione di Marisa Bulgheroni, Milano, Garzanti, 1984
Il tempo predatore, con quattro disegni inediti di Eugenio Montale, Milano, All'insegna del pesce d'oro, 1997 (Nuova ed. con due testimonianze di Oreste Macrì e Jean Starobinski, Novara, Interlinea, 2001)
Poesie, prefazione di Vanni Scheiwiller, Milano, All'insegna del pesce d'oro, 1999
Repliche mai pubblicate dal Corriere della sera, Milano, All'insegna del pesce d'oro, 1999
Annalisa Cima a Vanni Scheiwiller, Osnago, Pulcinoelefante, 2000
Hai ripiegato l'ultima pagina: pensieri per Vanni Scheiwiller, presentazione di Maria Corti, Novara, Interlinea, 2000
Per Maria Corti, Osnago, Pulcinoelefante, 2000
Canti della primavera e della sopravvivenza, prefazione di Paolo Cherchi e tre disegni di Fausto Melotti, Osnago, Pulcinoelefante, 2001
Ed ogni istante è vita, Faloppio, Lietocolle, 2008
Diario parallelo, Faloppio, Lietocolle, 2011
Le occasioni del Diario postumo: tredici anni di amicizia con Eugenio Montale, prefazione di Cesare Cavalleri, Milano, Ares, 2012