Во время гражданской войны в Византии (1341—1347), Эпир был завоеван сербами под руководством царя Стефана Душана. Анна Палеолог была освобождена и приблизительно в 1350 году она вышла замуж за валонского деспота Иоанна Комнина Асеня. После его смерти, в 1363 году, она отправилась жить со своей дочерью в Фессалийский город Трикала. О дальнейшей судьбе Анны больше ничего не известно.