Figlia di Guglielmo V di Baviera e di Renata di Lorena, nacque a Monaco di Baviera il 18 dicembre 1574.
Sposò nel 1600 l'arciduca Ferdinando d'Austria che sarebbe diventato imperatore come Ferdinando II. La coppia ebbbe sette figli: Cristina (morta infante), Carlo (morto infante), Giovanni Carlo (morto adolescente) Ferdinando (imperatore Ferdinando III dal 1637), Maria Anna,Cecilia Renata e Leopoldo Guglielmo.
Maria Anna morì a Graz l'8 marzo 1616, Ferdinando si risposò nel 1622 con Eleonora Gonzaga.