Pada 26 Agustus1571 di Wina, Maria Anna menikah dengan pamanda dari pihak ibundanya, Karl II dari Austria. Pernikahan itu diatur untuk memberi Karl dukungan politik di Bayern.
Hubungan antara Maria Anna dan Karl dikabarkan harmonis. Maria Anna digambarkan sebagai orang yang percaya diri, ambisius, dan sangat menyukai kemegahan dan kekuasaan, dan seorang umat Katolik yang taat. Dia ikut serta dalam urusan negara, dan berhasil mendapatkan keuntungan dari reformasi tandingan yang kuat di wilayah pasangannya. Dia melanjutkan pendidikannya di bidang musik, memberi manfaat kepada sekolah Yesuit di Graz, dan menghabiskan waktunya dalam ibadah keagamaan dan amal.
Maria Anna menjanda pada tahun 1590. Dia terus berpartisipasi dalam politik sebagai penasihat putranya dan mendorongnya untuk melanjutkan kontra-reformasi dan bekerja melawan rahib dan bangsawan Protestan. Pada tahun 1608, ia mengundurkan diri ke Biara St Clare di Graz. Korespondensinya sebagian diawetkan.
HAMANN, Brigitte, Die Habsburger: Ein Biografisches Lexicon (Munich: Piper, 1988).
SÁNCHEZ, Magdalena, (2000) A Woman's Influence: Archduchess Maria of Bavaria and the Spanish Habsburgs. In C. Kent, T.K. Wolber, C.M.K. Hewitt (Eds.) The lion and the eagle: interdisciplinary essays on German-Spanish relations over the centuries (pp. 91–107). New York: Berghahn Books.
^ abNoubel, P., ed. (1877). Revue de l'Agenais [Review of the Agenais] (dalam bahasa Prancis). 4. Société des sciences, lettres et arts d'Agen. hlm. 497.
* juga seorang infanta Spanyol melalui pernikahan ** juga seorang putri Toskana melalui pernikahan *** juga seorang putri Modena melalui pernikahan ^juga seorang adipati agung Austria dengan haknya sendiri ^^tidak memiliki gelar kerajaan atau bangsawan melalui kelahiran
