Era irmã mais nova das grã-duquesas Olga, Tatiana e Maria, e irmã mais velha de Alexei, Czarevich da Rússia, o mais novo. Morreu executada por soldados bolcheviques aos 17 anos, junto com os demais membros da família imperial russa.
Desde a sua morte, circularam rumores persistentes sobre a sua possível sobrevivência, alimentados pelo facto de a localização da sua sepultura ter permanecido desconhecida durante as décadas do governo comunista. A vala comum que escondia os restos mortais do czar, da sua esposa e de três filhas foi descoberta perto de Ecaterimburgo em 1991, mas os corpos de Alexei Nikolaevich e de uma das irmãs, não se sabia se Maria ou Anastásia, não se encontravam no mesmo local.
Contudo, a teoria da sua possível sobrevivência foi completamente desacreditada. Em janeiro de 2008, cientistas russos anunciaram que tinham desenterrado os restos mortais de um rapaz jovem e de uma mulher perto de Ecaterimburgo em agosto de 2007 e que, muito provavelmente, estes pertenciam ao czarevich de treze anos e a uma das quatro grã-duquesas Romanov. Cientistas forenses russos confirmaram esta possibilidade a 30 de abril de 2008.[1] Em março de 2009, foram publicados os resultados finais dos testes de ADN pelo Dr. Michael Coble, do Laboratório de Identificação ADN das Forças Armadas dos Estados Unidos da América. Estes testes provaram de forma conclusiva que os restos mortais de todas as grã-duquesas tinham sido encontrados e, por isso, nenhuma tinha sobrevivido.[2]
Várias mulheres reivindicaram falsamente tratar-se de Anastásia, sendo a mais conhecida Anna Anderson. O corpo de Anderson foi cremado aquando da sua morte em 1984, mas, dez anos depois, foi possível realizar testes de ADN em pedaços de tecido e cabelo que mostraram que ela não possuía qualquer parentesco com a família imperial.[3]