Когда Анне пошел четырнадцатый год, 17 марта 1721 года, в Ригу приехал племянник тогда уже покойного шведского короля Карла XII, герцог Голштинский-Готторпский Карл-Фридрих.
В это время Петр и Екатерина были в Риге. Герцог сразу понравился царю, и после долгих переговоров, продолжавшихся с перерывами более двух лет, было решено готовиться к заключению брака Карла-Фридриха с Анной Петровной, потому что царь имел в отношении герцога далеко идущие планы – добиться для своего будущего зятя престола Швеции.
27 июня 1721 года герцог приехал в Петербург. Он надеялся с помощью Петра как минимум возвратить под свою власть отобранный у него датчанами Шлезвиг. Однако Ништадтский мир, подписанный 30 августа того же года, одной из своих статей предусматривал невмешательство России во внутренние дела Швеции, а проблема наследования трона признавалась внутренним делом того или иного государства.
А внутреннее положение в Швеции во время подписания Ништадтского мира было достаточно сложным. 11 декабря 1718 года умер Карл XII, и престол ненадолго перешел к последней представительнице династии Пфальц-Цвайбрюккен, к которой принадлежал и Карл XII, королеве Ульрике-Элеоноре.
Она пробыла на троне чуть больше года. После смерти Карла XII в Швеции усилилась власть аристократии и высшей бюрократии, широко распространились анархия, коррупция, вместе с упадком внешним наступил и упадок внутренний. Престол в 1720 году перешел к избранному шведской аристократической олигархией Фридриху I Гессенскому. В этих обстоятельствах герцогу Голштинскому лучше всего было оставаться в России и добиваться руки Великой княжны Анны Петровны. Анна в свои 13 лет выглядела гораздо старше: все современники отмечают, что она производила впечатление вполне сформировавшейся женщины и отличалась необычайной красотой. В отца была она высокого роста, а нежная белая кожа, очаровательная улыбка и классические пропорции фигуры делали Анну совершенно неотразимой девушкой.
Карл-Фридрих, ставя перед собою прежде всего цель политическую, в то же время страстно влюбился в Анну и изо всех сил стал добиваться ее руки.
Его старания увенчались успехом лишь через три года: 22 ноября 1724 года был наконец подписан брачный контракт.
Петр не выдал бы Анну замуж, если бы она была равнодушна к герцогу, потому что царь души не чаял в своей дочери. Он буквально боготворил ее и никогда бы не пошел против ее воли.
По брачному контракту и Анна, и герцог отказывались от прав и притязаний на российский престол не только от своего имени, но и от имени своих потомков, однако обязывались беспрекословно и немедленно выполнить волю Петра, если он призовет на российский трон