Née à Saint-Cloud, fille de Henriette-Anne Stuart dite Henriette d’Angleterre et de son cousin Philippe d’Orléans dit Monsieur, frère de Louis XIV.
Sa mère mourut à 26 ans dans des conditions étranges moins d’un an après sa naissance. Ce fut la seconde épouse de son père, Elisabeth Charlotte de Bavière , dite la princesse palatine, célèbre épistolière, qui se chargea d’élever la petite princesse.
Toutes les filles légitimes du roi étant mortes en bas âge, Anne-Marie et sa sœur aînée contractèrent des mariages dynastiques. L’aînée épousa en 1679 le roi Charles II d’Espagne. Anne-Marie fut mariée en 1684 à son cousin Victor Amédée II, prince de Piémont et duc de Savoie, roi de Sicile puis roi de Sardaigne.
Le duc de Savoie avait des origines françaises, du côté de sa mère, Marie-jeanne Baptiste de Savoie , et de celui de sa grand-mère paternelle, Christine de France . Son mari eut pour maîtresse la comtesse de Verrue Jeanne-Baptiste d’Albert de Luynes , elle aussi d’origine française.
Durant la guerre de la ligue d’Augsbourg [1], le duc prit néanmoins parti contre la France et envahit le Dauphiné. Chassé par les armées françaises, il dû signer une paix séparée et donner sa fille aînée en mariage au duc de Bourgogne , petit-fils aîné du roi Louis XIV, et appelé un jour à monter sur le trône de France.
Durant la guerre de Succession d’Espagne [2], et bien qu’ayant marié sa fille cadette au roi Philippe V d’Espagne , lui aussi petit-fils de Louis XIV, le duc changea plusieurs fois de camp au gré de ses intérêts.
Turin, sa capitale fut assiégée par les armées françaises et la duchesse et sa famille durent fuir pour Vercelli [3]. En 1713, le traité d’Utrecht [4] apporta à son mari la couronne royale de Sicile que celui-ci échangea en 1720 contre la couronne royale de Sardaigne.
Entre-temps, la duchesse de Bourgogne et la reine d’Espagne étaient mortes, à l’âge de 26 ans, comme leur grand-mère et leur tante. La duchesse de Savoie, devenue reine de Sicile, perdit son fils aîné en 1715.
Sa belle-mère mourut à 80 ans en 1724. Elle-même la suivit dans la tombe quatre ans plus tard. Son mari se remaria avec une de ses maîtresses, abdiqua en faveur de son fils survivant et se retira de la cour.