Dwa lata później - 24 października 1594 Anna Wirtemberska poślubiła podwójnego wdowca, księcia legnickiego Fryderyka IV; tym samym władza nad Oławą przeszła w ręce Joachima Fryderyka.
Książę Fryderyk IV zmarł 27 marca 1596, po zaledwie siedemnastu miesiącach małżeństwa. Para nie doczekała się potomstwa. Anna, zostając po raz drugi wdową obrała za swoją siedzibę zamek w Chojnowie, gdzie spędziła w samotności resztę życia. W mieście tym dała się poznać z jednej strony jako osoba hojna, obdarowywując chojnowski kościół bogatym wystrojem ołtarza i ambony oraz obszernym zbiorem ksiąg liturgicznych; z drugiej jako postać kłótliwa, głównie z powodu licznych sporów, m.in. z miejskimi radnymi oraz mieszkańcami Chojnowa. Przyczyną skarg księżnej był brak straży nocnej na zamku czy dopuszczanie do nocnych hałasów i pijackich rozrób.
Anna Wirtemberska za życia nakazała przygotowanie we wnętrzu chojnowskiej fary swojego grobowca, który został ukończony w 1608 roku. Zmarła 7 lipca 1616 roku w Chojnowie, pochowana w cynowej trumnie, zgodnie z życzeniem we wcześniej przygotowanym grobowcu. Trumna, w której pochowano księżną Annę została zwieńczona została typowym dla okresu baroku epitafium.