Anna war die Tochter des Herzogs Heinrich II. von Schweidnitz und seiner Frau, der ungarischen Prinzessin Katharina. Ihr Vater starb, als sie vier Jahre alt war. Vormund wurde ihr kinderloser Onkel Bolko II., Herzog von Schweidnitz-Jauer, das Anna erben sollte. Die Halbwaise hielt sich mit ihrer Mutter am Hof ihres Onkels in Ofen und Visegrád auf und wurde dort erzogen. Im Alter von 11 Jahren war sie dem damals elfmonatigen Wenzel, Sohn und Thronfolger Kaiser Karls IV., zur Ehe versprochen worden. Nachdem der Thronfolger und seine Mutter Anna von der Pfalz innerhalb der nächsten zwei Jahre gestorben waren, hielt der nun verwitwete Karl IV. selbst um die Hand der Anna von Schweidnitz an.
Die Verhandlungen über die Hochzeit fanden 1353 am Wiener Hof statt. Neben dem siebenunddreißigjährigen Bräutigam Karl und Annas Vormund Bolko II. waren zugegen: Herzog Albrecht II, König Ludwig von Ungarn, Markgraf Ludwig von Brandenburg, Herzog Rudolf von Sachsen, Abgesandte des polnischen Königs Kasimir und ein Gesandter der Republik Venedig.
Die geplante Ehe passte gut zu den Bestrebungen Karls und seines Vaters Johann, die Teilfürstentümer des piastischen Herzogtums Schlesien als Nebenland für das Königreich Böhmen zu gewinnen. Annas Onkel Ludwig von Ungarn förderte diese Verbindung, indem er - als künftiger polnischer König - allen Ansprüchen auf Schweidnitz zugunsten der Luxemburger entsagte.
Nachdem der Prager Erzbischof Ernst von Pardubitz beim Papst Innozenz VI. eine Ehedispens wegen weitläufiger Verwandtschaft erreicht hatte, fand am 27. Mai 1353 in Ofen die Hochzeit statt. Braut Anna war vierzehn Jahre alt.
Am 28. Juli 1353 wurde Anna in Prag durch Erzbischof Ernst von Pardubitz zur Königin von Böhmen und am 9. Februar 1354 in Aachen zur deutschen Königin gekrönt. Bei der Krönung Karls zum Kaiser am 5. April 1355 in der römischen Basilika Sankt Peter erfolgte auch ihre Krönung zur Kaiserin des Heiligen Römischen Reiches. Sie war damit die erste Königin von Böhmen, die zu einer Kaiserin gesalbt worden war.
1358 gebar Anna eine Tochter, die nach der letzten Przemyslidin Elisabeth genannt wurde. Im Februar 1361 wurde sie Mutter des ersehnten Thronfolgers Wenzel, der in der Reichsstadt Nürnberg geboren und am 11. April in der Sebalduskirche von den Erzbischöfen von Prag, Köln und Mainz getauft wurde. Die Krönung des zweijährigen Wenzel erlebte die Königin allerdings nicht mehr. Im Alter von nur 23 Jahren starb sie am 11. Juli 1362 bei der Geburt eines weiteren Kindes. Ihre Gebeine ruhen in einer Grabstätte im Veitsdom.
Der verwitwete siebenundvierzigjährige Kaiser heiratete ein Jahr später Elisabeth von Pommern. Die Herzogtümer Schweidnitz und Jauer fielen nach Bolkos Tod 1368 an Böhmen.