Alrededor de 1216 o 1217, se casó con Esteban, el Gran Príncipe de Serbia e hijo de Esteban Nemanja, en una magnífica ceremonia que se celebró en Venecia y con la participación de todas las familias patricias de la república. Después de las espléndidas fiestas sostenidas en su honor, la pareja de novios fue transportada con mucha fanfarria por galera hacia Dalmacia. Ana era su segunda esposa; la primera era Eudoxia Angelina, de quien se había separado por presunto adulterio, había muerto en 1211. El matrimonio de Esteban con una mujer de la poderosa república marítima de Venecia era políticamente ventajosa para Serbia; la alianza también fortaleció los vínculos de la ortodoxa Serbia con Occidente y trajo una fuerte influencia latina en el país a través de los artesanos venecianos que acompañaban a Ana. En 1217, Esteban fue coronado el primer rey de Serbia por el arzobispo Sava, y Ana se convirtió en la primera reina consorte.
Poco antes de su muerte el 24 de septiembre de 1228, el rey Esteban había tomado los votos monásticos. Ana vivió lo suficiente para ver a su único hijo, Esteban Uroš ascender al trono de Serbia en 1243 después de la deposición de su medio hermano, Esteban Vladislav I. Esteban Uroš I se casó con Helena de Anjou, con la que tuvo descendencia. Los descendientes de Ana continuaron gobernando en Serbia durante muchas generaciones hasta 1371, cuando la dinastía Nemanjić se extinguió.
Se cree que Ana murió en 1258.[3][4] Fue enterrada en el monasterio de Sopoćani, un mausoleo real, donde Esteban I Nemanjić y otros descendientes fueron enterrados. La representación del fresco de su muerte es de valiosa importancia histórica[5] y ha sido descrito como «una de las composiciones históricas más importantes pintadas en los muros de las iglesias medievales serbias»,[6] representados en el muro norte.[5] El trabajo ha sido fechado entre 1263 y 1268.[7]