Анастасии было три года, когда она осталась сиротой. Воспитывалась она в христианской общине в окрестностях Рима. К середине III века, когда император Декий издал указ, обязывающий всех христиан поголовно принести жертву языческим богам, ей был 21 год. Но она выдержала испытание, которое далеко не все христиане были в силах вынести и не отречься от своей веры – при Декии их не столько казнили, сколько запытывали, добиваясь отречения от Христа.

Анастасия терпела мучения так долго, что даже ее палачи устали ее пытать и под конец отрубили мученице голову. А заодно казнили стражника Кирилла, который пожалел девушку и дал ей напиться воды – заподозрили, что он тоже тайный христианин.

На Руси о почитании Анастасии Римляныни свидетельствует упоминание ее памяти под 29 октября (11 ноября по новому стилю) в месяцесловах Архангельского Евангелия 1092 года. В описи 1680-1681 года Благовещенского собора Московского Кремля упоминается ковчег с частицей мощей Анастасии Римляныни. А в 1860 году архиепископ Волынский Модест (Стрельбицкий) привез в Житомир дар Антиохийского патриарха Иерофея — главу святой Анастасии Римляныни, и в 1903 году с разрешения Синода святыня была торжественно перенесена в кафедральный Житомирский Преображенский собор, где в цокольной части был освящен Свято-Анастасиевский храм.

В 1935 году Свято-Анастасиевскую церковь закрыли, осквернили, но мощи верующим удалось спрятать, и в 1941 году, когда храм снова открыли, их вернули на место. И только после войны, когда храм снова закрыли, мощи исчезли и не найдены до сих пор.

Весной 1999 года в Житомире был открыт женский монастырь во имя преподобномученицы Анастасии Римляныни.

.