Linia książąt Nevers przejęła panowanie nad Mantuą po trwającej cztery lata wojnie o sukcesję mantuańską, która wybuchła po śmierci ostatniego księcia z głównej linii rodu, Wincentego II. Przy wsparciu francuskiej korony ojcu księżniczki udało się zostać księciem Mantuańskim i Monferrackim w 1631 roku. Mimo tego dzieci księcia Karola I wychowywały się w Paryżu przy babce – po zakończeniu wojny sukcesyjnej gospodarka obu włoskich księstw była w fatalnym stanie, a sama Mantua wydawała się samemu księciu jednym, wielkim pogorzeliskiem. Dzieci wraz z księżną były przyjmowane na paryskim dworze Marii Medycejskiej, z którą były w dalekim stopniu spokrewnione.

Matka Anny zmarła w dwa lata po jej urodzeniu w 1618 roku najprawdopodobniej w wyniku poronienia. Początkowo rodzina planowała przeznaczyć Annę do stanu zakonnego, ale po śmierci księcia Karola I w 1637 roku w wyniku awanturniczego życia, postanowiono dobrze wydać ją za mąż.

Związek z Gwizjuszem, małżeństwo i dzieci Pierwszą miłością Anny Gonzagi był jej kuzyn drugiego stopnia – Henryk II, książę de Guise;