W ostatnich latach przed śmiercią brata-króla popsuły się stosunki królewny z jego najbliższym otoczeniem, w którym prym wiedli bracia Mniszchowie i biskup Piotr Myszkowski czy (w mniejszym stopniu) Jan Zamoyski. Oskarżała ona ich o postępującą degrengoladę psychiczną i moralną brata i do końca życia pozostała im niechętna. Do końca życia Zygmunta II Augusta nie wyszła za mąż, co po bezpotomnej jego śmierci w 1572 uczyniło z niej czołową osobistość w państwie, dziedziczkę rodu określaną mianem infantki (hiszpańskie określenie córki królewskiej).
Niedoszła żona Henryka Walezego mały|lewo|125px|Haft z płaszcza Anny Jagiellonki z XVI wieku W czasie pierwszej elekcji sprzyjała na początku kandydaturze arcyksięcia Ernesta Habsburga. Miało to znaczenie dla wyniku elekcji z powodu jej znaczącej popularności wśród szlachty mazowieckiej. Jednak 21 maja 1574 Jan Zamoyski zobowiązał kandydata francuskiego, Henryka Walezego (w którego imieniu występował tytularny biskup Valence, Jean de Monluc), do jej poślubienia. Owo zobowiązanie nie było wszakże, prawdopodobnie całkiem świadomie, częścią pacta conventa i zostało zapisane w innym, niemającym tak dużej mocy prawnej, dokumencie. Ostatecznie Henryk Walezy został królem Polski, jednak swych zobowiązań matrymonialnych nigdy nie dopełnił.