Анастасия Петрова окончила Консерваторию имени Россини в Пезаро (Италия) по специальностям «оперное пение» и «вокальное искусство Ренессанса и барокко». Принимала участие в программах для молодых артистов театра Перголези в Ези, Болонского муниципального театра, театра Ла Скала в Милане и Итальянского института Антонио Вивальди в Венеции. Совершенствовала мастерство под руководством Хосе Каррераса и Сони Прины.
Лауреат международных вокальных конкурсов в Италии – имени Аниты Черкуэтти в Монтекозаро (2021), «Кьяра Маньи» в Пенне (2023), имени Джузеппе Ди Стефано в Трапани, имени Томмазо Траэтты в Битонто (2024), а также конкурса молодых певцов в Боулдере (США, 2024).
Выступала в Театре Сан-Карло в Неаполе, Театре Россини в Пезаро, Театре Гольдони в Венеции, театрах Болоньи, Модены, Феррары, Ези, Трапани (Италия), Мёнхенгладбаха (Германия), Тэгу (Южная Корея). Сотрудничала со многими коллективами, специализирующимися на историческом исполнительстве, в числе которых Ensemble Alraune, Concerto Romano и Camerata Rousseau; с дирижерами Джакомо Сагрипанти, Умберто Бенедетти Микеланджели, Массимо Мартинелли, Анджело Микеле Эррико, Бернхардом Эпштейном, Микеле Мариотти, Анджело Габриэлли, Марко Менкобони, Алессандро Квартой, Марио Соллаццо, Леонардо Муции, Диего Фазолисом. С 2024 года выступает в дуэте с клавесинисткой Ольгой Филипповой.
Принимала участие в Фестивале барокко в Марке, фестивале старинной музыки в Урбино, Оперном фестивале имени Томмазо Траэтты (Италия), Оперной Универсиаде в Тэгу (Южная Корея) и других.
В репертуаре певицы – Агата («Фламинио» Перголези), Царица ночи, Донна Анна и Аспазия («Волшебная флейта», «Дон Жуан» и «Митридат, царь Понтийский» Моцарта), Норина и Адина («Дон Паскуале» и «Любовный напиток» Доницетти), Галатея и Клеопатра («Ацис и Галатея» и «Юлий Цезарь в Египте» Генделя), Клоринда, Джулия, Мадам Кортезе и Графиня Фольвиль («Золушка», «Шелковая лестница» и «Путешествие в Реймс» Россини), Аделаида («Аделаида» Сарторио).