Ángeles Santos Torroella va néixer el 7 de novembre de 1911 a Portbou. Filla de Julián Santos Estévez, funcionari d’Hisenda i Aurelia Torroella. Ángeles és la gran de vuit germans.
Entre 1912 i 1921, el seu pare és destinat a Ripoll, La Jonquera, El Portús, Fregeneda i Valladolid. Ángeles assisteix al col·legi de les Dominicanes franceses.
El 1924, la seva família es trasllada a Ayamonte, Huelva. Ángeles és alumna interna en el col·legi de les Esclaves del Sagrat Cor de Sevilla. En aquesta escola aprèn dibuix i pintura
El 1927 la família viu a Valladolid. Té com a professor particular de dibuix i pintura al pintor italià Cellino Perroti. L’octubre de 1928 participa en l’exposició col·lectiva d’artistes de Valladolid organitzada per l’Ajuntament. Francisco de Cossío s’impressiona amb la seva obra i els recomana als seus pares que es dediqui exclusivament a pintar.
El 1930 es trasllada amb la seva família a San Sebastián i coneix pintors distingits com Carlos Ribera i Jesces Olasagasti.
Entre el 1931 i el 1932 abandona la pintura, però continua participant en exposicions col·lectives amb obres d’anys anteriors. El 1935 celebra una exposició individual a Barcelona i durant aquesta exposició coneix al pintor Emili Grau Sala, el qual serà el seu marit. En començar la guerra civil l’Ángeles i el seu marit es refugien a França. Al cap de poc temps ella torna sola a España i es reuneix amb la seva família. Emili Grau Sala s’instal·la a París. El seu primer fill neix el 1937. El 1943 s’instal·la a Madrid i hi viu fins al 1947 quan fixa la seva residència a Catalunya, vivint a Figueres i Portbou.
El 1962 es trasllada a París i es reuneix amb el seu marit. Durant els anys següents viurà entre París i Barcelona. El 1975 mor el seu marit i ella deixa la residència de París. Durant els últims anys, continua fent exposicions individuals. Ha estat seleccionada en nombroses exposicions individuals i importants exposicions històriques, on la seva obra dels anys vint i trenta es considera part essencial de la pintura vanguardista espanyola.
El 1975 deixa en dipòsit el quadre Un món al Museu de l’Empordà de Figueres, que anys més tard, va ser comprat pel museu Reina Sofia de Madrid on hi és exposat fins a l’actualitat. El quadre Nens al jardí forma part del fons pictòric de l’Ajuntament de Portbou.
