Anna sinh ra ở Moskva, là con gái của Sa hoàng Ivan V và vợ ông Hoàng hậu Praskovia Saltykova. Mặc dù cha của Anna là Sa hoàng nước Nga và đồng cai trị với người em trai cùng cha khác mẹ của ông Sa hoàng Pyotr I, ông bị thiểu năng tâm thần và không có khả năng điều hành đất nước. Vì thế nên, người em trai cùng cha khác mẹ của ông trở thành người cai trị chuyên chế của toàn cõi nước Nga. Ivan V băng hà tháng 2 năm 1696, khi mà Anna chỉ mới 3 tuổi, và chú của bà trở thành người cai trị duy nhất của nước Nga.

Bà có một người chị gái Catherine và một người em gái Praskovya. Cả ba được nuôi dưỡng một cách có kỷ luật và khắt khe bởi người mẹ góa bụa của họ Praskovia Saltykova. Sinh ra trong một gia đình tương đối khá giả, Praskovia Saltykova đã trở thành một người vợ mẫu mực của một người đàn ông chịu sự thách thức của căn bệnh tâm thần, nên bà cũng muốn những đứa con gái của mình phải lớn lên trong một tiêu chuẩn cao về đạo đức và đức hạnh. Sự giáo dục của bà bao gồm việc học tiếng Pháp, tiếng Đức, các thuyết giáo chính thống và văn hóa dân gian, xen lẫn với âm nhạc và múa. Lớn lên thêm một chút, bà trở thành một cô gái bướng bỉnh, vì thế bà còn từng được gọi là "Iv-anna Khủng Khiếp".

Trong khi đó, chú của bà Pyotr I đã yêu cầu gia đình bà chuyển từ Moskva đến St. Peterburg. Điều này có nghĩa là một sự thay đổi không chỉ về vị trí mà còn cả xã hội, và điều này có ảnh hưởng đáng kể đến Anna. Bà cực kỳ thích sự lộng lẫy của cung đình và sự tiêu xài hoang phí nơi đây, cái mà hoàn toàn khác với sự nghiêm khắc của mẹ bà.