Małżeństwo Anny i Filipa jest opisywane jako szczęśliwe. Anna była nie tylko ulubioną córką ojca, ale także najukochańszą żoną Filipa. Według dyplomatów król był głęboko zakochany w swojej młodej żonie. Nie ma dowodów na to, że Filip miał kochanki w czasie trwania małżeństwa. Anna miała osobowość bardzo podobną do jego własnej i był jej głęboko oddany. Filip był sumiennym monarchą; utrzymywał stosunki z Anną dwa razy w tygodniu i odwiedzał sypialnię żony nawet trzy razy dziennie.
Anna urodziła pięcioro dzieci, w tym czterech synów, z których trzech najstarszych zmarło przed Filipem, a najmłodszy ostatecznie odziedziczył tron jako Filip III. Anna była również opisywana jako dobra macocha dla Izabeli Klary Eugenii i Katarzyny Michaliny. mały|La reina Ana de Austria, por Sofonisba Anguissola
Śmierć W 1580 roku przebywała w Badajoz, gdzie dwór zatrzymał się na krótko z powodu roszczeń Filipa II do tronu portugalskiego. Anna zmarła tam osiem miesięcy po urodzeniu swojej najmłodszej córki, Marii. Maria przeżyła matkę tylko o trzy lata, ulegając epidemii grypy, tej samej chorobie, która wcześniej dotknęła króla Filipa II. Filip został proklamowany królem Portugalii 12 września 1580 roku jako Filip I i złożył przysięgę na Kortezach zwołanych w Tomar 15 kwietnia 1581 roku.