Ana Leopoldovna nació el 7 de diciembre de 1718 en Rostock. Ella era hija del duque de Mecklemburgo-Schwerin, Carlos Leopoldo, y de la princesa Ekaterina Ivanovna, sobrina de Pedro I. En 1731, tras la ascensión al trono de Ana Ivanovna, esta llamó a su hermana y sobrina, ya que necesitaba un heredero. La emperatriz esperaba que, al casar a Elizabeth, pudiera esperar el nacimiento de un hijo de su sobrina, a quien le cedería el trono. Elizabeth adoptó la fe ortodoxa y recibió el nombre de Ana en honor a su tía.

En 1739, Ana se casó con Antonio Ulrico, hijo del duque de Brunswick. Al año siguiente nació su hijo Iván. El 7 de octubre de 1740, Ana Ivanovna nombró al bebé Iván su heredero, y su favorito, el duque E. I. Biron, se convirtió en regente. Sin embargo, Biron no contaba con el apoyo de la nobleza y los magnates. El mariscal de campo B. K. Minikh obtuvo el consentimiento de Ana Leopoldovna para arrestar a Biron, y el 7 de noviembre de 1740 fue derrocado. El 9 de noviembre se publicó un manifiesto en nombre de Iván VI, nombrando a su madre como gobernante.

Ana Leopoldovna buscaba corregir las injusticias del pasado gobierno. Ordenó a la Cancillería Secreta que proporcionara información sobre las personas exiliadas, y regresaron del exilio los hijos de A. P. Volynski y miembros de las familias Golitsyn y Dolgoruky. Los pasos iniciales de Ana prometían un gobierno liberal, pero su comportamiento generaba rumores y socavaba su autoridad. En 1735 se enamoró del enviado sajón, el conde Carlos Mauricio Linár, quien luego adquirió una influencia significativa en los asuntos del imperio. Los súbditos lo veían como un nuevo favorito extranjero, similar a Biron. Los diplomáticos extranjeros notaban que la suavidad del nuevo gobierno se percibía como debilidad. El descontento hacia Ana Leopoldovna crecía en la sociedad de la capital y entre la guardia.

En la noche del 24 al 25 de noviembre de 1741, como resultado de un golpe de estado, llegó al poder Elizabeth Petrovna, hija de Pedro I. Ana Leopoldovna, Antonio Ulrico y sus hijos fueron arrestados. Ana fue separada de su hijo Iván Antonovich, y la familia fue exiliada a la aldea de Holmogory, cerca de Arkhangelsk, donde nacieron otros tres hijos. Ana Leopoldovna falleció el 7 de marzo de 1746 debido a fiebre puerperal.