Στις 8 Νοεμβρίου του 1273, η Άννα παντρεύτηκε τον Ανδρόνικο Β΄ Παλαιολόγο. Σύμφωνα με τον Γεώργιο Παχυμέρη το ζευγάρι είχε δύο παιδιά: τον Μιχαήλ Θ΄ Παλαιολόγο και τον Κωνσταντίνο, δεσπότη. Η Άννα απεβίωσε πριν ο σύζυγός της γίνει Αυτοκράτορας των Ρωμαίων το 1282. Ωστόσο, κάθε Παλαιολόγος Αυτοκράτορας μέχρι την πτώση της Κωνσταντινούπολης το 1453 κατάγεται από αυτήν, μέσω του γιου της Μιχαήλ Θ΄. Μετά το τέλος της, ο Ανδρόνικος νυμφεύτηκε τη Γιολάντα του Μομφερράτου.