Sprawa następstwa tronu W styczniu 1730 zmarł cesarz Piotr II, ostatni Romanow w linii męskiej. Nie zdążył się ożenić i nie pozostawił po sobie legalnych potomków. Matka Elżbiety jako najstarsza córka Iwana V była jedną z pretendentek do objęcia tronu Rosji, jednak Najwyższa Tajna Rada ze względu na niechęć do jej męża odrzuciła jej kandydaturę i cesarzową została młodszą siostra Katarzyny Anna.
Bezdzietna cesarzowa w 1732 ogłosiła, że dziedzicem tronu będzie syn urodzony przez jej siostrzenicę Elżbietę. Rok później 15-letnia księżniczka przeszła na prawosławie i przyjęła imię Anna na cześć ciotki. Od tamtej pory funkcjonowała jako Anna Leopoldowna.
Małżeństwo 2 lipca 1739 Annę zaręczono z Antonim Ulrykiem, księciem brunszwickim. Dzień później odbył się ich ślub. Małżonkowie znali się od 1733 i lubili. Antoni był kuzynem zmarłego Piotra IIMatka Antoniego i matka Piotra II były siostrami. Anna cieszyła się, że ciotka wybrała Antoniego na jej męża.