Ana María nació en París en una rama menor francesa de la Casa ducal de los Gonzaga, que gobernó Mantua en el norte de Italia. La rama Nevers posteriormente llegó a gobernar Mantua de nuevo después de la Guerra de Sucesión de Mantua, provocada en parte por la demanda de su padre, de origen parisino, de los ducados de Mantua y Monferrato. Con el apoyo prometido de la corona francesa, que naturalmente prefería a un Par de Francia para gobernar Mantua, Carlos llegó allí en enero de 1628 y proclamó su soberanía.