Storhertiginnan Anastasia Nikolaevna av Ryssland (ryska: Великая Княжна Анастасия Николаевна Романова, engelska: Velikaya Knyazhna Anastasia Nikolaevna Romanova, 18 juni [O.S. 5 juni] 1901 - 17 juli 1918) var den yngsta dottern till tsar Nikolaus II av Ryssland och hans hustru Alexandra Fjodorovna. Anastasia mördades tillsammans med sin familj den 17 juli 1918 av den bolsjevikiska hemliga polisen. Hon var syster till storhertiginnan Olga, storhertiginnan Tatiana, storhertiginnan Maria och Aleksej Nikolajevitj, tsarevitj av Ryssland.

Under åren av kommunistiskt styre visste ingen var hon var begravd. Detta ledde till många historier om att hon kunde ha rymt och fortfarande vara i livet. Kropparna av tsaren, tsarinnan och tre döttrar hittades i en grav nära Jekaterinburg 1991, men kropparna av Aleksej Nikolajevitj och en av hans systrar (antingen Anastasia eller Maria) fanns inte där.

I januari 2008 sade ryska forskare att resterna av en ung pojke och en kvinna som hittades nära Jekaterinburg i augusti 2007 kan vara de saknade kropparna. Den 30 april 2008 använde ryska forskare DNA-tester för att bevisa att det rörde sig om tsarevitj Alexej och hans syster. I mars 2009 offentliggjordes de sista resultaten av DNA-testerna av dr Michael Coble från US Armed Forces DNA Identification Laboratory. Detta bevisade att alla fyra storhertiginnorna mördades.

Flera kvinnor har påstått att de har varit Anastasia. Den mest kända var Anna Anderson. DNA-tester 1994 på delar av Andersons vävnad och hår visade dock att hon inte var släkt med den kejserliga familjen.