Gaston, Duke of Orléans
Также кандидатами на руку принцессы были курфюрст Бранденбурга Фредерик Вильгельм и Гастон Орлеанский (брат короля Франции Людовика XIII), но в конце концов Анна Екатерина Констанция вышла замуж за курфюрста Пфальца Филиппа Вильгельма. Свадьба состоялась в Варшаве 8 июня 1642 года. У неё было большое приданое в виде драгоценных камней и денег, в общей сложности стоимостью 2 миллиона талеров. 18 июля 1645 года она родила своего единственного ребёнка, сына, который умер в тот же день.