I во время дипломатической встречи с прусским королем в Мариенвердере просватал ее за королевского племянника, герцога Курляндского Фридриха-Вильгельма. Несмотря на то что герцог славился своим пристрастием к крепким напиткам, Анна не возражала видеть его в качестве жениха. Семнадцатилетняя девушка, обладавшая приятной наружностью и живым характером, хотела иметь свой двор и государство, хотя бы и самое маленькое, а не быть вечно на вторых ролях в многочисленной царской семье Романовых. В своих письмах к герцогу Фридриху Вильгельму она не жалела теплых слов и комплиментов и буквально рассыпалась в любезностях. Герцогу мысль стать зятем русского царя также явно нравилась. Да и Анна была далеко не худшей невестой Европы. Семьи жениха и невесты быстро сговорились об условиях брака.
Брачный договор был заключен 10 июля 1710 года. По нему Анна получала в приданое несметное количество нарядов и 200 тысяч рублей, большая часть из которых должна была пойти на оплату долгов жениха европейским ростовщикам. Но выкупленные за счет невестиного приданого земли должны были остаться в распоряжении будущей герцогини как гарантия ее материального благополучия, чтобы она не оказалась заложницей пороков своего мужа. Герцог согласился на все и в августе 1710 года прибыл в Петербург. Здесь он предавался праздности, всяческим развлечениям, которые ему щедро устраивал сам Петр I, и своему излюбленному занятию – пьянству. Так Фридрих Вильгельм убивал время ожидания самой свадебной церемонии, на подготовку которой ушло более двух месяцев, так как бракосочетание царевны – мероприятие не рядовое даже для царского двора.
Свадьба состоялась осенью, 31 октября. Посаженным отцом Анны был сам царь Петр. Ее свадебный наряд был великолепен. Такого в России еще не видели. Невеста была одета в белое бархатное платье с золотой вышивкой. На ее плечи накинули царскую мантию красного бархата на горностаях, на голову водрузили роскошную корону, украшенную драгоценными камнями.
Свадьбу справляли во дворце А. Д. Меншикова – самом роскошном тогда здании Петербурга. В одной из комнат дворца была развернута полотняная походная церковь, в которой молодых обвенчал архимандрит Феодосий Яновский. Для свадебного обеда столы были накрыты в двух залах. Оригинальным элементом праздничной программы стала подача огромного свадебного пирога, из которого неожиданно выскочила спрятанная в нем карлица. Каждый тост за свадебным столом сопровождался салютом из 41 пушки, стоявшей на плацу перед дворцом или на яхте «Лизет», пришвартованной у невской набережной. После обеда, до третьего часа пополуночи, были танцы. На другой день праздник продолжился, гости веселились до полного изнеможения.
Дальнейшая жизнь новоиспеченной герцогини Курляндской оказалась куда менее привлекательной. В январе 1711 года герцогская чета отправилась в столицу Курляндии – Митаву (ныне г. Елгава в Латвии). В 40 километрах от Петербурга пара остановилась на ночлег на мызе Дудергоф. Здесь Фридрих Вильгельм неожиданно умер. Некоторые современники называют причиной скоропостижной кончины герцога чрезмерное количество
