Ana nació el 12 de diciembre de 1574 en el castillo de Skanderborg (Dinamarca). En el momento de nacer, ocupó el segundo lugar entre los hijos del rey Federico II de Dinamarca y su esposa Sofía de Mecklenburgo-Güstrow. Su nacimiento no fue celebrado por su padre, ya que esperaba un hijo que heredara la corona danesa, pero tras Ana llegarían cinco hijos más, entre los que estaría el futuro rey de Dinamarca Cristián IV.La infancia de Ana trascurrió alejada de su tierra natal, en la ciudad alemana de Güstrow, donde residían sus abuelos maternos y su hermana mayor Elizabeth. En 1579 regresó a Dinamarca, a la espera de su destino matrimonial, dentro de los acuerdos que su padre habría de tomar con otras coronas europeas.
El escogido para Ana será Jacobo, rey de Escocia, con el que se casó, por poderes, el 20 de agosto de 1589, en el castillo de Kronborg, siendo representando su futuro esposo por el conde George Keith. Poco después emprendió viaje hasta su nueva patria, una peligrosa travesía por mar que pudo terminar con la vida de la joven princesa y todo su séquito. Tuvieron que refugiarse en Oslo, para evitar la furia de una fuerte tormenta. Desde allí, fue informado el monarca escocés, quién se hizo a la mar en busca de su esposa. El 23 de noviembre se casaban en el palacio del Obispo de la capital noruega. Tras un corto viaje de cortesía a Dinamarca para conocer a la familia de la novia, Jacoboy Ana regresaron a Escocia donde Ana fue coronada como la nueva reina de los escoceses el 17 de mayo de 1590 en la Abadía de Holyrood.
A pesar de las numerosas muestras de cariño iniciales, pronto llegaría el distanciamiento, unido a las relaciones extraconyugales del rey con otras damas como Anne Murray. A pesar de lo cual, Ana consciente de su posición como reina. Era necesario dotar a Escocia de un heredero. Durante cuatro años tuvo que soportar la presión y las críticas de sus detractores, ante la falta algún síntoma de embarazo. Por fin, el 19 de febrero de 1594 llegaba el ansiado heredero, el príncipe Henry. Siguiendo una antigua tradición Jacobodispuso que el príncipe fuera criado por su antigua niñera, Helen Little, y posteriormente trasladado al castillo de Stirling donde quedó bajo la custodia del conde John Erskine.
Ana, desesperada por no poder tener a su hijo cerca, inició una intensa lucha contra su marido, rodeándose de una facción de fieles seguidores que intentaron en vano, acercarla a su pequeño. Un año después, Ana, probablemente a causa de la tensión, sufrió un aborto. En 1603 Jacobosalió de Escocia, camino de Inglaterra, acompañado de John Erskine para ser coronado rey de Inglaterra, al morir la reina Isabel, Ana intentó acercarse a su hijo que ya tenía nueve años. Tampoco esta vez consiguió ver a Henry y volvió a sufrir otro aborto.Ana jugó su última carta, cuando Jacobole pidió que fuera a Inglaterra para ser coronada reina de los ingleses, entonces ella se negó a condición de que le dejara ir al lado de su hijo. De esta manera consiguió rencontrarse con Henry y viajar a Inglaterra donde fue coronada el 25 de julio de 1603. A pesar de lograr su objetivo, el matrimonio estaba condenado. Ana se instaló en Londres mientras Jacobovolvía a Royston. Ana amplió su residencia londinense, la Somerset Housey la rebautizó como Denmark House. Allí empezó una vida extravagante, organizando fiestas y convirtiéndose en una destacada mecenas de las artes.
El matrimonio se vio en contadas ocasiones, a pesar de lo cual concibieron siete hijos, de los que solamente sobrevivieron tres. El príncipe Henry, por el que tanto había luchado, moría en 1612, sumiéndola en una profunda depresión. La princesa Elizabeth partió en abril de 1613 para casarse con el elector del Palatinado, quedando solamente Carlos, que llegaría a ser rey como Carlos I de Inglaterra. El 2 de marzo de 1619 la reina Ana moría de hidropesía tras años de lucha contra dicha enfermedad. Jacobola visitó en contadas ocasiones, aunque se mostró afectado por el fallecimiento de su esposa, que sería enterrada en la capilla del Rey Henry en la Abadía de Westminster el 13 de mayo de aquel mismo año.