Анна Марія народилась 1 липня 1627 року у Шверіні. Вона була четвертою дитиною та другою донькою в родині герцога Мекленбург-Шверіна Адольфа Фрідріха I та його першої дружини Анни Марії Східно-Фрісландської. Дівчинка мала старших братів Крістіана Людвіга та Карла й сестру Софію Агнесу.
Через війну, що загрожувала Мекленбургу, дітей вивезли до Швеції, а згодом — відправили до Данії, де вони перебували під наглядом вдовіючої королеви Софії, що походила з Мекленбурзької династії. Від 1629 року їхнім вихованням займалася вдовіюча курфюрстіна Саксонії Ядвіга Данська, у замку Ліхтенбург в Преттіні. Після її смерті, 1642 року Анна Марія повернулася до Шверіну. В живих вона застали лише батька, оскільки матір пішла з життя за вісім років до цього.
У 20 років принцеса взяла шлюб із 33-річним принцом Саксонії Августом, другим сином правлячого курфюрста Йоганна Георга I. Церемонія вінчання пройшла 23 листопада 1647 року у Шверіні. Після весілля Анна Марія залишила рідне місто, згодом побувавши у ньому лише одного разу в 1651 році, навідуючи батька.
У подружжя з'явилося дванадцятеро дітей. Родина проживала в замку, що отримав назву Нової резиденції, в Галле.
1657 року, після смерті батька та домовленості з братами щодо поділу територій, Август створив нове герцогство Саксен-Вайссенфельс, яке продовжувало розширятися протягом його життя.
1660 року був закладений перший камінь в будівництво нового герцогського палацу Ной-Ауґустенбург.[4]
Анна Марія пішла з життя майже за місяць після весілля старшої доньки, 11 грудня 1669 року. Похована у склепінні під вівтарем церкви Святої Трійці замку Ной-Ауґустенбург.
Йоганн Адольф (1648—1681) — наступний герцог Саксен-Вайссенфельський у 1680—1697, був двічі одружений, мав одинадцятеро дітей від першого шлюбу;
Август (1650—1674) — пробст єпархії Магдебурга, був одружений із Шарлоттою Ешевеґською, мав із нею єдину дитину, яка померла при народженні;
Крістіан (1652—1689) — саксонський генерал-фельдмаршал-лейтенант, загинув при облозі Майнца під час війна за Пфальцьку спадщину, одружений не був, дітей не мав;
Анна Марія (1653—1671) пішла з життя у 17-річному віці, бездітною та неодруженою;
Софія (1654—1724) — дружина князя Ангальт-Цербста Карла Вільгельма, мала трьох дітей;
