Изоляция принцессы Анны была прервана лишь летом 1739 года, когда австрийский посол маркиз де Ботта от имени принца Антона-Ульриха и его тетки, австрийской императрицы, официально попросил у императрицы Анны Иоанновны руки принцессы Анны и получил, наконец, благосклонное (по крайней мере, с виду) согласие русской государыни. Инициатива в этом деле принадлежала императрице Анне Иоанновне. Поначалу она не хотела думать ни о каком наследнике — ей, ставшей императрицей в тридцать семь лет, после долгих лет унижений, бедности, ожиданий, казалось, что жизнь только начинается. К тому же ни племянница, ни ее будущий супруг императрице совсем не нравились, а потому она затягивала решение этого скучного и, казалось, ненужного для нее брачного дела.
Судьба принцессы весьма беспокоила фаворита императрицы Анны Иоанновны герцога Бирона. Видя демонстративное пренебрежение Анны Леопольдовны к заморскому жениху, Бирон в 1738 году пустил пробный шар: через посредницу, придворную даму, он попытался выведать, не согласится ли принцесса выйти замуж за старшего сына герцога, Петра Бирона. При этом он заранее заручился поддержкой императрицы, а то обстоятельство, что Петр был на шесть лет младше Анны, не особенно смущало герцога — ведь в случае успеха его замысла Бироны породнились бы с правящей династией и посрамили бы тем самым ловкачей предыдущих времен — Меншикова и Долгоруких, которые пытались сделать то же самое. Но Анна Леопольдовна слишком высоко ставила свое царственное происхождение и с возмущением отвергла притязания «низкородного» Бирона. Она сказала, что, пожалуй, готова выйти замуж за Антона-Ульриха — все-таки он принц из древнего германского рода. К слову сказать, принц, жених ее, к этому времени возмужал, он поучаствовал волонтером в русско-турецкой войне 1735–1739 годов, показал себя храбрецом под Очаковом, за что удостоился чина генерала и ордена Андрея Первозванного.
1 июля 1739 года молодые обменялись кольцами. Антон-Ульрих вошел в зал, где происходила церемония обручения, одетый в белый с золотом атласный костюм; его длинные белокурые волосы были завиты и распущены по плечам. Леди Рондо, стоявшей в зале рядом со своим мужем, пришла в голову странная мысль, которой она и поделилась со своей приятельницей: «Я невольно подумала, что он выглядит как жертва». Удивительно, как случайная, казалось бы, фраза о жертвенном агнце стала мрачным пророчеством. Ведь Антон-Ульрих действительно был принесен в жертву династическим интересам русского двора.
Но в тот момент все думали, что жертвой была невеста. Она дала согласие на брак и «при этих словах… обняла свою тетушку за шею и залилась слезами. Какое-то время Ее величество крепилась, но потом и сама расплакалась. Так продолжалось несколько минут, пока, наконец, посол не стал успокаивать императрицу, а обер-гофмаршал — принцессу». После обмена кольцами первой подошла поздравлять невесту цесаревна Елизавета Петровна. Реки слез потекли вновь. Все это скорее походило на похороны, чем на обручение.
Сама свадьба состоялась через два дня. Великолепная процессия потянулась от дворца к церкви Рождества на Невском проспекте. В роскошной карете лицом к лицу сидели императрица и невеста в восхитительном серебристом платье. Все движение кортежа было обставлено с надлежащей торжественностью и блеском. После венчания последовал долгий свадебный обед, затем бал… Наконец, невесту отвели в спальню и облачили в атласную ночную сорочку, герцог Бирон привел к ней уже одетого в домашний халат принца, и двери супружеской спальни закрылись.
Целую неделю двор праздновал свадьбу. Были обеды и ужины, маскарад с новобрачными в оранжевых домино, опера в придворном театре, фейерверк и иллюминация в Летнем саду. Леди Рондо находилась в числе гостей и потом сообщала в письме своей приятельнице, что «каждый был одет в наряд по собственному вкусу: некоторые — очень красиво, другие — очень богато. Так закончилась эта великолепная свадьба, от которой я еще не отдохнула, а что еще хуже, все эти рауты были устроены для того, чтобы соединить вместе двух людей, которые, как мне кажется, от всего сердца ненавидят друг друга; по крайней мере, думается, что это можно с уверенностью сказать в отношении принцессы: она обнаруживала весьма явно на протяжении всей недели празднеств и продолжает выказывать принцу полное презрение, когда находится не на глазах императрицы». Говорили также, что в первую брачную ночь молодая жена убежала от мужа в Летний сад.