Ana Isabel era una hija del Duque Augusto de Sajonia-Lauenburgo (1577-1656) y de su primera esposa Isabel Sofía (1599-1627), hija del Duque Juan Adolfo de Holstein-Gottorp.
Solo habían sobrevivido dos hijas de su primer matrimonio con Sofía Leonor de Hesse-Darmstadt y se esperaba que el matrimonio con Ana Isabel produciría un heredero.
La princesa, que el Landgrave solo conocía por un retrato, se molestó al saber que tenía problemas físicos y no podía tener hijos.
Según esta teoría, cuando el dinero de ella se agotó, Guillermo Cristóbal la llamó no apta y solicitó el divorcio.
Se dedicó a ayudar a los pobres y fundó escuelas en Bodenrod y Maibach.