Anna Leopoldovna s-a născut pe 18 decembrie 1718 și a fost prima fiică a lui Karl Leopold, Duce de Mecklenburg-Schwerin, și a soției sale, Ecaterina Ivanovna, care era fiica cea mare a țarului Ivan al V-lea al Rusiei, fratele lui Petru cel Mare și co-țar al imperiului. Cum acesta din urmă era considerat incapabil să-și exercite mandatul, toată puterea a fost concentrată în mâinile lui Petru.
În 1721, când Anna avea trei ani, mama ei a rămas însărcinată pentru a doua oară, dar în acel moment căsătoria cu Karl Leopold avea probleme, așa că în 1722 s-a întors la curtea unchiului Petru cel Mare și și-a luat fiica cu ea. În 1730, țarul Petru al II-lea (nepotul lui Petru cel Mare devenit țar în 1727) a murit pe neașteptate, iar Consiliul privat rus a luat-o în considerare pe Ecaterina ca succesoare la tron, dar în cele din urmă sora ei mai mică, Anna Ivanovna, a devenit țarină, fiind încoronată ca împărăteasa Anna a Rusiei.
În 1733, copila Ecaterinei, micuța Anna Leopoldovna, care împlinise 15 ani, s-a convertit la ortodoxism, iar această decizie a făcut-o acceptabilă ca posibilă moștenitoare la tron, deși nu a fost niciodată declarată succesoare de către mătușa ei.
În 1739, Anna s-a căsătorit cu Anthony Ulrich, al doilea fiu al lui Ferdinand Albert, ducele de Brunswick-Wolfenbüttel, care locuia în Rusia încă din 1733. Cuplul a avut un fiu care s-a născut pe 23 august 1740, iar pe 5 octombrie 1740 țarina l-a adoptat pe copilul nou-născut al nepoatei sale, micul Ivan al VI-lea, și l-a proclamat moștenitor al tronului. Pe 28 octombrie, la doar câteva săptămâni după acest gest, țarina a murit, lăsând instrucțiuni precise cu privire la succesiunea noului țar, care avea două luni în acel moment, și numindu-l pe Ernest Biron, ducele de Courland și Semigallia, regent.
Biron era însă detestat la curtea imperială și după ce inițial i-a amenințat cu exilul în Germania pe Anna și pe soțul ei, mama naturală a copilului a reușit să-l îndepărteze de la putere pe 8 noiembrie 1740, și-a asumat regența și a preluat titlul de Mare Ducesă. Cum nu știa prea multe lucruri despre oamenii cu care avea de-a face și nici despre modul de lucru al guvernului rus sau cutumele curții imperiale, noua regentă s-a certat în scurt timp cu principalii ei susținători.
Anna a ordonat, de exemplu, efectuarea unei anchete după ce i s-a spus că uniformele primite de militari erau de calitate proastă, cu această ocazie a aflat despre condițiile inumane de lucru ale muncitorilor din fabricile de confecții, astfel că a emis decrete pentru stabilirea unui salariu minim pentru lucrători și a unui număr maxim de ore de muncă, precum și crearea de facilități medicale pentru angajații din fabrici, iar aceste decizii i-au atras antipatia boierilor.
Deși era iubită pentru dărnicia ei de popor, la curte nu era privită cu ochi buni, pentru că viața sa amoroasă a fost foarte tumultuoasă. Femeia era bisexuală și a fost implicată simultan într-o aventură pasională cu ambasadorul saxon Moritz zu Lynar și cu domnișoara ei de onoare, Julia von Mengden. Soțul Annei a făcut tot posibilul să ignore aceste relații, dar, după ce ea a devenit regentă, Anton a fost marginalizat, fiind obligat să doarmă într-un alt palat, în timp ce Marea Ducesă îi lua pe Lynar, pe Julia sau pe amândoi în dormitorul ei. Uneori, soțul s-a plâns în public că este “încornorat”, dar oricum era în permanență ținut departe de afacerile soției sale. La un moment dat, Anna a propus ca ambasadorul Lynar să se căsătorească cu Julia von Mengden pentru ca cele două persoane pe care le iubea să-i fie și mai aproape, dar acest lucru nu s-a întâmplat. Relația regentei cu Mengden a provocat multe critici în Rusia, deși se pare că la Sankt Petersburg trăiau numeroși libertini care considerau relațiile regentei un semn de modernitate.
Anna era considerată o “visătoare indolentă”, își petrecea diminețile citind romane în pat, se trezea doar după-amiază, îi plăcea să se plimbe prin apartamentul ei aproape dezbrăcată și singura sa pasiune era literatura. Deciziile femeii de a oferi joburi guvernamentale aristocraților germani au provocat multă resentimente în rândul nobililor ruși, care s-au plâns de aceste hotărâri nedrepte.
În decembrie 1741, fiica lui Petru cel Mare, Elisabeta Petrovna, care era favorita armatei, i-a incitat pe gardieni să se revolte și a urcat pe tron ca țarina Elisabeta, lovitura de stat fiind sprijinită de ambasadoriul Franței și al Suediei, care doreau să schimbe politicile pro-britanice și pro-austriece ale guvernului Annei Leopoldovna.
După lovitura de stat a Elisabetei Petrovna, care a devenit țarina Imperiului rus, noul regim a decis să trimită familia Annei mai întâi în fortăreața Dünamünde de lângă Riga, apoi toți au fost exilați la Kholmogory, pe râul Dvina de Nord. Fosta regentă a murit în cele din urmă de febră puerperală pe 19 martie 1746, la nouă zile după nașterea fiului ei, Alexei, după mai bine de patru ani de închisoare, dar familia sa a rămas în temniță încă mulți ani.
După 18 ani de când fusese încarcerat, fiul ei, Ivan al VI-lea, a fost ucis în cetatea Shlisselburg pe 16 iulie 1764, iar soțul Annei, Anthony Ulrich, a murit la Kholmogory pe 4 mai 1774, după ce a stat încă un deceniu în închisoare. Cei patru copii rămași în viață, Ekaterina (care avea doar câteva zile când a fost întemnițată), Elizaveta, Peter și Alexei (care se născuseră în închisoare) au fost eliberați și dați în custodia mătușii lor, regina daneză Juliana Maria din Brunswick-Wolfenbüttel. Pe 30 iunie 1780, copiii au fost mutați în Iutlanda, fiind puși sub arest la domiciliu în Horsens pentru tot restul vieții lor, sub tutela Julianei și pe cheltuiala țarinei Ecaterina cel Mare. Copiii nu erau însă obișnuiți cu viața socială și nu au reușit să se integreze în societate, nu s-au căsătorit și nici nu au avut urmași.
