Leta 1576 je bila skupaj s takratnim zaročencem Štefanom Báthoryjem kot sovladarjem izvoljena za vladarico Republike obeh narodov. Njena poroka z Báthoryjem je bila zgolj formalna in opravljena na daleč. Báthory je bil preobremenjen z livonsko vojno, zato je Ana iz Varšave vodila državno administracijo in več gradbenih projektov. Po Báthoryjevi smrti decembra 1586 je imela priložnost, da se razglasi za samostojno vladarico, vendar tega ni storila. Na prestol je pomagala priti svojemu nečaku Sigismundu III. Vasa. Dinastija Vasa je na Poljskem vladala naslednjih osemdeset let (1587–1668).