Năm 1710, khi Anna được 17 tuổi, Pyotr I sắp xếp cho bà kết hôn với Frederick William, Công tước của Công quốc Courland, một người cùng tuổi với bà. Đám cưới của bà được tổ chức với quy mô lớn, bà cũng nhận được một số tiền hồi môn lớn (200000 rúp) từ chú bà.

Cặp đôi mới cưới đã dành nhiều tuần ở Nga trước khi quay về Courland. Khi đi được chỉ 20 dặm bên ngoài St. Peterburg, Frederick William qua đời đột ngột, không rõ nguyên nhân.

Sau khi chồng qua đời, Anna đi đến Jelgava (thủ đô của Courland) và cai trị Courland trong vòng hai mươi năm, từ 1711 đến 1730. Trong thời gian này, Peter Bestuzhev (một người Nga) là cố vấn của bà (đôi khi là nhân tình). Bà không bao giờ tái hôn sau cái chết của chồng, nhưng những kẻ thù của bà cho rằng Ernst Johann von Biron (một cận thần của bà) là nhân tình của bà nhiều năm.