В миру Александра Петровна Романова, в протестантском крещении Александра Фредерика Вильгельмина, родилсь 2 мая 1838 года в Санкт-Петербурге. Дочь принца Ольденбургского Петра Георгиевича, известного филантропа.

Унаследовав взгляды отца, уже в юные годы помогала бедным и больным детям. 25 января 1856 года перешла в Православие с именем Александра и вступила в брак с великим князем Николаем Николаевичем Романовым (Старшым), братом императора Александра II. Супруги имели детей - великих князей Николая и Петра. Великая княгиня основала в Санкт-Петербурге Покровскую общину сестёр милосердия, больницу, амбулаторию, отделение для девочек-сирот, фельдшерское училище и другие благотворительные учреждения. До 1881 года была председателем совета детских приютов Ведомства учреждений императрицы Марии Феодоровны, которое возглавлял принц Ольденбургский. Благодаря заботам великой княгини был составлен капитал, на доходы от которого содержались 23 приюта для 5 тысячь сирот. Во время Русско-Турецкой войны на собственные средства организовала санитарный отряд.

В 1879 году великая княгиня, страдавшая от рака груди, уехала на лечение за границу, в 1880 году переехала в Киев, где в 1889 году основала Покровскую женскую обитель, в которой и поселилась. Здесь великая княгиня, долгие годы прикованная к постели, получила чудесное исцеление и стала ходить.

После кончины супруга, последовавшей 13 апреля 1891 года, тайно приняла монашеский постриг с именем Анастасия. При Покровском монастыре открыла современную больницу для неимущих с единственным в Киеве рентгеновским кабинетом, устроила бесплатную аптеку, училище и приют для девочек-сирот, приюты для неизлечимо больных женщин и для слепых. Суровая, полная лишений жизнь сестёр обители, организованная по строгому Студийскому уставу, проходила в молитве и трудах, несмотря на это, число желающих поступить туда в первый же год составило 400 человек, тогда как монастырь мог принять лишь 150 инокинь.

Была строгой постницей, жила в простой келье, отдавая все средства на содержание основанных ею учреждений. Исполняла обязанности ассистентки хирурга на операциях, осуществляла надзор за больничным распорядком, питанием и духовной жизнью больных, приготовлениями к операциям, несла дежурство у постелей оперированных, поддерживала дух больных. В 1897 году предотвратила эпидемию тифа в Киеве, организовав несколько специализированных больниц. До 1894 года, когда её состояние здоровья стало ухудшаться и ей самой потребовалась операция, она присутствовала на всех монастырских службах, сама читала шестопсалмие, часы, канон.

«Княгинин» монастырь, как называли Покровскую обитель, имел миссионерское и просветительское значение: здесь работали книжная и иконная лавки, большим тиражом выпускались листки религиозно-нравственного содержания, помещённые в обитель сектантки-штундистки благодаря мягкому обращению и беседам с ней через некоторое время возвратились в Православие.

В 1894 году к Покровскому монастырю был присоединён преобразованный в женский Межигорский в честь Преображения Господня монастырь. В 1896 году, во время визита императора Николая II и императрицы Александры Фёодоровны, в Покровской обители был заложен собор во имя святителя Николая по проекту великого князя Петра Николаевича. На средства, пожертвованные императором, в 1897-1898 годах было открыто новое здание больницы и усовершенствовано медицинское оборудование.

Скончалась 13 апреля 1900 года после тяжких страданий во вторник Светлой седмицы. Похоронена при огромном стечении народа в основанной ею обители, на против алтаря Покровской церкви.

24 ноября 2009 года Священный Синод Украинской Православной Церкви заслушав рапорт архиепископа Херсонского Иоанна, председателя Комиссии по канонизации святых УПЦ о причислении к лику местночтимых святых Киевской епархии инокини Анастасии, постановил благословить местное почитание преподобной и установил днями ее памяти четверг Светлой седмицы и день обретения мощей - 20 октября (2 ноября) .