An Tư công chúa là một trong hai vị công chúa nổi tiếng nhất lịch sử nhà Trần vì cuộc hôn nhân mang tính trọng đại. Bà nổi tiếng trong việc kết hôn với Trấn Nam vương Thoát Hoan, giữ cho quân Trần rút lui an toàn trong cuộc Chiến tranh Nguyên Mông - Đại Việt lần 2 vào năm 1285. Nhưng trước khi gả cho người Nguyên, cuộc đời của bà không được ghi lại cụ thể theo bất kỳ hồ sơ nào.

Theo Đại Việt sử ký toàn thư, An Tư công chúa sở hữu tài mạo song toàn, là em gái út của Trần Thánh Tông và là cô ruột của Trần Nhân Tông. Như vậy bà là con gái của Trần Thái Tông nhưng không rõ mẹ là ai.

Năm 1279, sau khi đánh bại nhà Tống, quân Nguyên mở cuộc chiến "phục thù", tiến đánh Đại Việt lần hai. Con trai Hốt Tất Liệt là Thoát Hoan được phong làm Trấn Nam Vương, thống lĩnh toàn bộ lực lượng viễn chinh. Lúc này, Thượng hoàng Trần Thái Tông cử người đem thư giảng hòa nhằm kéo dài thời gian củng cố lực lượng nhưng thất bại. Quân Nguyên đổ bộ đánh quân ta trên mọi mặt trận, chiến sự bắt đầu với cục diện bất lợi cho ta.

Trước tình hình đó, công chúa An Tư nhận trọng trách kìm hãm ý chí tiến công của địch vào thành Thăng Long. "Chuyện dã sử kể rằng, khi đến tuổi cài trâm, An Tư cũng đã cùng với hoàng thân Chiêu Thành Vương ước hẹn. Nhưng giặc Nguyên tràn vào nước ta, lúc này thế của chúng quá mạnh, đã tiến công khắp mặt, đã chiếm được cả kinh thành.

Tình hình cấp bách diễn ra, đe dọa khắp nơi, vua quan nhà Trần đành phải dành cho An Tư công chúa sứ mệnh trọng đại này, hy vọng hòa hoãn được phần nào thế của giặc, để triều đình kịp thời xoay chuyển tình thế. An Tư đành phải liều thân vì nạn nước, Chiêu Thành Vương cũng đành ngậm ngùi đau khổ", sách Nhà Trần trong văn hóa Việt Nam viết về An Tư công chúa.

Như vậy, An Tư công chúa được gả sang trại giặc với tư cách là một vật cống nạp. Nhưng nhiều ghi chép lại khẳng định bà là "điệp viên" của nhà Trần được cử sang làm nhiệm vụ mật báo tin tức quan trọng. Đáng nói, có rất ít tư liệu nói về hoạt động của bà sau khi làm vợ của Thoát Hoan. Người ta chỉ biết sau đó quân Việt ta bắt đầu phản công ở hầu hết mặt trận khiến quân Nguyên đại bại, chồng bà phải chui vào ống đồng trốn về nước.

Sau chiến thắng quân Nguyên Mông, nhà Trần làm lễ tế lăng miếu, khen thưởng công thần, nhưng không ai nói đến An Tư công chúa. Không rõ công chúa còn hay mất, được mang về Trung Quốc hay đã chết trong đám loạn quân. Điều này sau này đã được đem ra bàn tán và nhận định về công lao của bà không được triều Trần ghi nhận.

Có một số ghi nhận Thoát Hoan sau đó cưới người con gái họ Trần và sinh được hai con. Và người con gái họ Trần này được nhiều người cho là An Tư công chúa. Nhưng trong cuốn An Nam chí lược của Lê Tắc, mục "Các vương hầu nội phụ", phần "Trần Tú Viên" ghi rõ thân thế của người con gái họ Trần này như sau: Năm sau (1336), trở về Hán Dương. Trấn Nam vương (ý chỉ Thoát Hoan) cưới người em gái làm thứ phi, sinh được hai con. Theo cách ghi này, "người con gái họ Trần" là con gái Trần Di Ái chứ không phải An Tư công chúa.

Bàn về An Tư công chúa, PGS.TS. Nguyễn Bích Thu viết: "Trong tiểu thuyết, An Tư tượng trưng cho cái đẹp biết dấn thân, mang một ý nghĩa lớn lao có thể lay chuyển hàng binh thế trận... Nguyễn Huy Tưởng bằng tình cảm và lòng ngưỡng mộ của mình đã ghi nhận và tôn vinh sự hi sinh thầm lặng nhưng quyết liệt của An Tư, một nữ trung hào kiệt trong tiểu thuyết như một chiến công sánh ngang với Trần Quốc Toản, Trần Bình Trọng và trường hợp của nàng đáng được lưu danh như tên tuổi các bậc tiền nhân nhà Trần".

Ngày nay, hình tượng An Tư công chúa luôn được thể hiện rất xinh đẹp và cao cả, hầu như người hiện đại hình dung kết cục của An Tư công chúa rất "tang thương" đúng như Chí lược, Toàn thư và Tiêu án ghi: "An Tư qua trại Thoát Hoan và không rõ kết cục ra sao".

Bên cạnh đó, có không ít giả thuyết cho rằng An Tư là người khác ngoài hoàng tộc họ Trần, được phong làm công chúa để phục vụ mục đích khác trong việc gả cho người Nguyên. Giả thuyết này xuất phát ở việc trong khi đề nghị hòa thân, các triều đại nhà Hán, nhà Đường thường lấy người trong họ, thậm chí là dân nữ để phong công chúa rồi gả cho nhân vật cần liên hôn, chứ ít khi là Hoàng nữ thật sự.