Актриса и телеведущая Анастасия Заворотнюк родилась 3 апреля 1971 года в Астрахани в творческой семье. Ее мать — народная артистка России Валентина Заворотнюк, отец — Юрий Заворотнюк – работал режиссером на телевидении.
В конце 80-х Анастасия училась на историческом факультете Астраханского государственного университета, но бросила учебу, уехала в Москву и поступила в Школу-студию МХАТ. После ее окончания в 1993 году была принята в труппу «Табакерки» (Московского театра Олега Табакова).
Заворотнюк дебютировала в кино в 1991 году – в драме режиссера Тамары Павлюченко «Машенька». Известность ей принес комедийный сериал «Моя прекрасная няня», выходивший на телеканале СТС с 2004 по 2009 год. В нем актриса исполнила главную роль няни Вики Прутковской, которая помогает воспитывать троих детей овдовевшему продюсеру Максиму Шаталину.
В фильмографии Заворотнюк больше 30 ролей в кино и сериалах: «Код Апокалипсиса», «Служебный роман. Наше время», «Мамы», «Я больше не боюсь», «Приставы». После успеха «Моей прекрасной няни» актриса стала востребована на телевидении. Она вела шоу «Танцы со звездами», «Танцы на льду», «Ледниковый период», «Брачные игры», «Две звезды».
Анастасия Заворотнюк трижды была замужем. Ее первым супругом был российский бизнесмен немецкого происхождения Олаф Шварцкопф, вместе они прожили около года. Во втором браке с предпринимателем Дмитрием Стрюковым актриса родила дочь Анну и сына Майкла и некоторое время жила на две страны – США и Россию. После расставания со Стрюковым Заворотнюк около двух лет встречалась со своим партнером по «Моей прекрасной няне», актером Сергеем Жигуновым. В 2008 году актриса вышла замуж за фигуриста Петра Чернышева. В 2018 году у пары родилась дочь Мила.
В 2019 году близкие Заворотнюк сообщили, что актриса тяжело больна. У нее была диагностирована глиобластома – злокачественная опухоль мозга. После этого Заворотнюк перестала появляться на публике. Она перенесла несколько операций и прошла серию курсов лечения.
30 мая 2024 года семья объявила о смерти Анастасии Заворотнюк. Ей было 53 года.