En 1878, cuando Anastasia aún no tenía dieciocho años, su madre y la gran duquesa María Pavlovna, esposa del gran duque Vladímir Aleksándrovich de Rusia, concertaron su matrimonio con el hermano mayor de María, Federico Fernando, de 27 años y en aquellos momentos heredero del gran ducado de Mecklenburg-Schwerin.