Fille de Guillaume de Mantoue, et de Éléonore d’Autriche. Elle est une de leurs trois enfants. Sœur de Vincent 1er de Mantoue et Marguerite de Mantoue . Son parrain était le souverain Philippe II d’Espagne.
Elle épouse son cousin Ferdinand de Tyrol. Ce mariage fut célébré pour donner à Ferdinand et au Tyrol [1] un héritier mâle de sang royal, mais cela échoua car Anne-Catherine mit au monde 3 filles
Veuve, elle entre en religion, dans l’Ordre des Servites de Marie [2].