Khi Anastasia được sinh ra, như những người chị gái của cô khi trước, cha mẹ của cô và dòng họ đã cảm thấy thất vọng do không sinh được con trai. Mặc dù Nicky và Alix (biệt danh của Sa hoàng và Sa hậu) rất yêu thương chúng, Alix gần như phát khóc. Họ hy vọng có một đứa con trai để tiếp tục nối ngôi báu. Sa hoàng Nicholas II đã phải mất một lúc lâu đi dạo để trấn tĩnh lại trước khi gặp vợ của mình, Hoàng hậu Alexandra và đứa con gái mới chào đời lần đầu. Nữ công tước thứ tư này đã được đặt tên theo Thánh Anastasia được biến đến là “người phá bỏ xiềng xích” bởi lẽ để vinh danh ngày sinh ra cô, Sa hoàng đã ân xá và cho phép các học sinh bị giam do tham dự vào cuộc bạo loạn ở Sankt-Peterburg và ở Moskva vào mùa đông trước đó. "Anastasia” có nguồn gốc tiếng Hy Lạp (Aναστασία) tức là “sự hồi sinh”, một cái tên ám chỉ đến câu chuyện về sự sống sót của cô sau này. Tước hiệu của cô có thể dịch chính xác hơn là “Đại Công Chúa”. Tuy nhiên, cái tên “Đại vương công” được sử dụng rỗng rãi nhất trong các bản dịch thuật từ tiếng Nga.

Cô cùng với các chị em đã được dạy dỗ một cách giản dị nhất có thể. Với lối sống 'thắt lưng buộc bụng' cô phải ngủ ở trên giường trại nệm cứng mà không có gối, ngoại trừ lúc ốm, tắm nước lạnh vào buổi sáng, được dạy phải dọn giường và làm công việc thêu thùa để bán trong các sự kiện từ thiện khi rảnh. Hầu hết trong gia đình, bao gồm cả các người hầu, đều gọi cô bằng tên và tên cha ông (patronym), Anastasia Nikolaevna, và không sử dụng tước hiệu và tước vị. Đôi khi, Anastasia được gọi theo tên phiên bản tiếng Pháp là "Anastasie" hoặc bằng biệt danh tiếng Nga là "Nastya", "Nastas", hoặc "Nastenka". Các biệt danh trong gia đình khác của cô là "Malenkaya" - cô bé nhỏ (tiếng Nga) hoặc "shvybzik" - cô bé nghịch ngợm (tiếng Đức).

Cũng giống như tên biệt danh của mình, Anastasia thời nhỏ là một đứa bé lanh lợi và hoạt bát được mô tả với vẻ ngoài thấp, có xu hướng hơi mũm mĩm với đôi mắt xanh và tóc màu nâu sáng. Bảo mẫu của bốn Nữ Đại vương công, Margaretta Eagar, đã từng kể lại rằng có người mô tả Anastasia lúc mới chỉ 1 đến 3 tuổi là một cô bé có nét duyên dáng nhất trong tất cả đứa trẻ mà cô ấy từng gặp.

Trong khi thường được tả là một người tài năng và thông minh, cô không hứng thú với sự gò bó trong lớp học, theo lời gia sư của cô là Pierre Gilliard và Sydney Gibbes. Cùng với hai gia sư trên còn có nữ quan Lili Dehn và Anna Vyrubova đều mô tả nữ công tước là một diễn viên tài năng, tinh nghịch và năng động. Những lời bình nhạy bén và hóm hỉnh của cô thường chạm vào những chỗ rất nhạy cảm.

Cũng có lúc, sự liều lĩnh của nữ công tước vượt quá giới hạn chấp nhận được. “Rõ ràng là cô ấy có bảng thành tích về các hành động đáng bị trừng phạt trong gia đình vì nếu bàn đến sự tinh nghịch của mình, cô ta là thiên tài”, nhận xét bởi Gleb Botkin, con trai của nhà vật lý Yevgeny Botkin. Anastasia đôi khi làm người hầu vấp ngã và trêu đùa gia sư của mình. Khi còn là đứa trẻ, Anastasia có thể leo lên cây và không chịu xuống, trừ khi cha cô ấy quát thật to và bắt cô trèo xuống. Có một lần, trong trận ném bóng tuyết tại dinh thự của gia đình ở Ba Lan, cô đã nặn bóng tuyết lớn với cục đá và ném vào chị gái Tatiana và khiến cô ấy ngã xuống đất. Một người chị em họ, công chúa Nina Georgievna, đã kể lại “Anastasia chơi xấu đến mức ác độc”, và dám gian lận, đạp và cào những người chơi cùng; cô bị sỉ nhục khi người em gái Nina cao hơn. Nữ Đại vương công không lo lắng về ngoại hình của mình như các chị gái của mình. Hallie Erminie Rives, tác giả người Mỹ có sách bán chạy nhất, và vợ của mình, đã mô tả cô bé 10 tuổi Anastasia khi ăn sôcôla không hề suy nghĩ gì về việc bỏ đôi găng trắng, dài của mình tại nhà hát Sankt-Peterburg.

Anastasia và chị gái Maria đã được biết đến là “Cặp đôi nhỏ”. Hai cô gái ở cùng phòng và thường mặc các phiên bản khác nhau của cùng một loại váy và thường dành phần lớn thời gian với nhau. Còn hai người chị lớn khác được biết đến là “Cặp đôi lớn”. Cả bốn cô gái trong gia đình thường ký thư dựa theo biệt danh 'OTMA' của mình, bắt nguồn từ chữ cái đầu tiên trong tên mỗi người.

Dù rất hiếu động, sức khỏe của Anastasia đôi khi không được tốt. Nữ Đại vương công phải trải qua bệnh viêm bao hoạt dịch ngón chân cái đau đớn, ảnh hưởng đến cả hai ngón chân cái. Anastasia có nhóm cơ sau yếu và phải được điều trị massage hai lần mỗi tuần. Cô luôn trốn ở dưới giường hoặc tủ để không phải điều trị.