Doña María Ana de Austria era hija de Felipe III y hermana de Felipe IV. Durante diez años fue la prometida del Príncipe de Gales y finalmente se casó con su primo, Fernando III, rey de Hungría y Bohemia y más tarde emperador de Austria. La segunda hija del matrimonio, Mariana, se convirtió en 1649 en la segunda esposa de Felipe IV. María de Austria fue retratada tanto en Madrid como en Viena, destacándose siempre su blanca tez y los cabellos rubios y ensortijados que, siguiendo la moda, animó con vistosos rodetes coronados con plumas de colores.

Este retrato fue citado por primera vez en 1636, en la Galería de Mediodía del Alcázar madrileño, donde se describen seis retratos de cuerpo entero de la familia de Felipe III, todos ellos pintados por Villandrando. El de la infanta destacaba por estar "bestida de colorado, la mano sobre un bufete y en la otra un abanico". Después de esa cita, el retrato fue pasando por diferentes ámbitos de los palacios reales, sufriendo con ello un importante deterioro que fue registrado en el inventario del Museo del Prado de 1857, fecha en que se había perdido la identificación de la retratada y del pintor, a pesar de estar firmado (Ruiz Gómez, L., en La Moda Española en el Siglo de Oro, 2015, p. 191).

La firma fue descubierta durante el proceso de restauración (2011-2013).