Mindre enn seks måneder etter bryllupet, den 9. juli 1540, lot Henrik ekteskapet erklæres ugyldig. Som begrunnelse ble oppgitt at det forelå en ekteskapskontrakt mellom Anna og hertugen av Lothringen. Dessuten hevdet Henrik at ekteskapet aldri var blitt fullbyrdet. Anna gav kongen sin ektering tilbake og erklærte seg straks innforstått med oppløsningen av ekteskapet. Hun bekreftet at hun og kongen aldri hadde hatt intim kontakt. Henrik var lettet, og gav til gjengjeld Anna titler og privilegier. Hun fikk Richmond Castle og Hever Castle, en årlig sum på 2 600 pund, tittelen prinsesse av England og ble betegnet som «søster» av sin tidligere ektefelle, og levde frem til sin død i England. Etter skilsmissen utviklet det seg et vennskapelig forhold mellom de tidligere ektefellene, og hun besøkte ofte hoffet.