Анна была дочерью Фредерика II, короля Дании и Норвегии из Ольденбургской династии и его жены, Софии Мекленбург-Гюстровской. В 1589 году между Данией и Шотландией был заключен договор о браке принцессы Анны и молодого шотландского короля Якова VI. Свадьба по доверенности состоялась в Копенгагене, и невеста отплыла в Шотландию. Однако из-за штормов в Северном море корабль был вынужден вернуться в Норвегию. Нетерпеливый жених снарядил шотландский флот и прибыл к Анне в Осло, где 23 ноября состоялась свадьба. Молодожёны оставались во владениях датского короля до весны следующего года. 17 мая 1590 года в Холирудском аббатстве Анна была коронована королевой Шотландии. Брак Якова VI с представительницей датского королевского дома, одной из лидирующих протестантских династии Европы, значительно укрепил позиции короля в пресвитерианской Шотландии.
Анна Датская была очаровательной и жизнерадостной девушкой, однако по интеллектуальному уровню она не могла соответствовать королю-философу Якову VI. Вскоре после свадьбы отношения между супругами стали охлаждаться, и в конце концов они почти перестали встречаться. Тем не менее в период между 1594 и 1604 годами Анна Датская произвела на свет семерых детей, из которых смерти в младенчестве избежали лишь трое: принцы Генрих, Карл и принцесса Елизавета.
Влияние Анны на королевский двор было достаточно значительным: благодаря ей при шотландском (а с 1603 года английском) дворе установились куртуазные порядки, стали часто организовываться балы, театральные постановки, поощрялись поэты и музыканты, двор приобрел блеск и пышность. Придворным художником Анны был Исаак Оливер, оставивший многочисленные портреты своей покровительницы. Это вызывало недовольство пресвитерианского духовенства, которое неоднократно критиковало королеву за пренебрежение к молитвам и слову Божию. Негативное отношение ещё более усилилось после перехода Анны в католичество. Из свиты королевы вышло много талантливых администраторов, которые затем успешно работали в высших государственных органах Англии и Шотландии.