Jako córka króla Hiszpanii Filipa III Habsburga (pan. 1598–1621) od najmłodszych lat była przeznaczona na żonę króla Francji Ludwika XIII (pan. 1610–43). Podpisany w 1612 r. kontrakt małżeński określał wysokość posagu Habsburżanki (ok. 1,7 tony złota!) oraz zastrzegał, że wraz z zawarciem ślubu Anna straci prawa do dziedziczenia ziem wchodzących w skład monarchii hiszpańskiej.
Oczekiwany ślub zawarto w 1615 r., ale małżeństwo nie było szczęśliwe. Król okazał się oziębły (najpewniej był homoseksualistą) i obowiązki męża wypełniał z najwyższą niechęcią. Z czasem zaczął uważać żonę za intrygantkę, szczególnie że nastawieni wrogo wobec cudzoziemki dworzanie przypisywali jej liczne romanse. Wbrew legendzie utrwalonej w powieściach Aleksandra Dumasa kochankiem królowej z pewnością nie był książę Buckingham, faworyt króla Anglii Karola I, który przebywał nad Sekwaną w 1625 r. Wedle relacji ówczesnych Buckingham napastował Austriaczkę w ogrodzie w Amiens. Pamiętnikarz François de La Rochefoucauld zapisał: „Okazja była ponętna i [Buckingham] próbował z niej skorzystać z takim brakiem respektu, że królowa poczuła się zmuszona do przywołania swych dam”. I choć księżna de Conti twierdziła, że może dać gwarancję na nietkniętą cnotę królowej „od stóp aż do pasa”, to sprawa dodatkowo zszargała opinię Austriaczki w oczach dworzan. Ostatecznie przez kolejne lata król traktował żonę z podejrzliwością. Niechęć do niej dodatkowo wzmagał fakt, że 23 lata po ślubie wciąż nie była w stanie dać Francji następcy tronu (wiadomo, że parokrotnie była w ciąży, ale poroniła), choć akurat w tej sytuacji wina leżała po stronie króla.
Przełom nastąpił 5 września 1638 r. – królowa urodziła przyszłego króla Francji, Ludwika XIV (pan. 1643–1715); dwa lata później na świecie pojawił się jej drugi syn, Filip Orleański.