Анастасия Заворотнюк (по паспорту в настоящее время — Анастасия Юрьевна Заворотнюк, с 1999 по 2009 год носила фамилию мужа Стрюкова) родилась 3 апреля 1971 года в Астрахани, в театрально-телевизионной семье. Мать — народная артистка России Валентина Борисовна Заворотнюк, работала в Астраханском ТЮЗе. Отец, Юрий Андреевич Заворотнюк, работал на телевидении, член академии Российского телевидения. Ещё с раннего детства Анастасия решила играть в театре и упорно стремилась к своей мечте: в свободное время занималась музыкой и танцами, участвовала в танцевальном ансамбле «Лотос». В 1988—1989 годах училась на историческом факультете Астраханского государственного педагогического института, но бросила его и поступила в Школу-студию при МХАТ им. Чехова (курс Авангарда Николаевича Леонтьева).
В 1991 году вышел первый фильм с участием Анастасии Заворотнюк — «Машенька» Тамары Павлюченко (в главной роли по мотивам книги Набокова), а в 1993 году Анастасия, окончив Школу-студию МХАТ, стала актрисой театра-студии под руководством Олега Табакова. В том же году озвучила персонажа Кристофера Робина из мультсериала «Новые приключения Винни-Пуха».
За 10 лет работы в театре Анастасия сыграла в 29 спектаклях, а её любимой ролью была и остаётся роль Вари из спектакля «Страсти по Бумбарашу».
Известной Анастасию сделал сериал «Моя прекрасная няня», в который она попала по чистой случайности: ей просто позвонили и предложили роль в сериале, о котором она и понятия не имела. Характерный украинский акцент был заимствован от её коллеги по театру — Ольги Блок-Миримской.
Помимо актёрской деятельности Анастасия Заворотнюк выступает в роли телеведущей. В 2005 году она сменила Тину Канделаки на посту ведущей программы «Хорошие песни» на канале СТС. Вела программы «Кухня для чайников», «Танцы со звёздами», «Танцы на льду». Ведущая «Ледникового периода» вместе с Маратом Башаровым (2008 год) и Ириной Слуцкой (2009 год). Соведущая Дмитрия Диброва в шоу Первого канала «Брачные игры» (2010 год). В новом сезоне 2010 года Первый канал презентовал телешоу «Лёд и пламень» с ведущими Анастасией Заворотнюк и Маратом Башаровым.
Участвовала в первом сезоне проекта «Две звезды» в паре с Михаилом Боярским, вышла в финал, заняла 2-е место. В 2013 и 2014 годах была ведущей шоу «Две звезды». В 2014 году снялась в сериале «Я больше не боюсь». 31 декабря 2016 года была одной из ведущих шоу «Новогодний миллиард» и вела новогоднее шоу вместе с Дмитрием Колчиным «Все звёзды в Новый Год» на телеканале НТВ.