Анастасия Немоляева родилась в Москве 30 июня 1969 года. Ее отцом был известный оператор Николай Немоляев, который работал над многими советскими фильмами. Связан с кино и ее дедушка, который был режиссером таких прекрасных фильмов, как «Счастливый рейс» и «Доктор Айболит». Даже бабушка Анастасии Немоляевой работала на «Мосфильме». Казалось бы, в такой семье ребенок с пеленок должен сниматься в кино. Но Анастасия Немоляева увлекалась совсем другими вещами. Больше всего ей нравилось рисовать и заниматься рукоделием.
На всю жизнь сохранив любовь к прикладным искусствам, Анастасия Немоляева стала сниматься в кино. Первой ролью стал образ Лизы Собейкиной в картине Олега Ефремова «Старый Новый год». Затем несколько лет она снималась в основном в эпизодических ролях, вкладывая в них максимум артистизма. Такая отдача не могла остаться незамеченной.
Звездным часом Анастасии Немоляевой стала роль Кати в картине «Курьер», которую по собственной повести снял Карен Шахназаров. На пробы к знаменитому режиссеру актрису привел отец. Она так понравилась Шахназарову, что другие кандидатуры он не рассматривал. В фильме «Курьер» Анастасия Немоляева сыграла дочь профессора, девушку из богемы, в которую влюбился главный герой в исполнении Федора Дунаевского. Актеры составили замечательный дуэт, а идеалы их персонажей пришлись как нельзя кстати в эпоху Перестройки.
В 90-е годы Анастасия Немоляева сыграла в другой нашумевшей картине – мелодраме Петра Тодоровского «Интердевочка». Этот фильм если не шокировал зрителя, то, по крайней мере, вызвал бурю эмоций. Анастасия Немоляева сыграла яркую и запоминающуюся роль медсестры, которая по примеру подруги становится «ночной бабочкой» в гостинице. Чтобы сыграть в этом фильме, актрисе потребовалась немалая доля смелости. Зато она раз и навсегда доказала режиссерам, что справится с любой ролью.
В 1991 году Анастасии Немоляевой снова пришлось исполнить непростую роль, на этот раз она играла няню в психиатрической больнице. Драма с элементами мистики «Цареубийца» была снята Кареном Шахназаровым и собрала блестящий актерский состав, в том числе Олега Янковского и Армена Джигарханяна.
В 1995 году, в самом зените своей славы, Анастасия Немоляева приняла решение не сниматься в кино. Российский кинематограф переживал непростые времена и интересных ролей, достойных актрисы, было очень мало. До 1999 года Анастасия Немоляева играла в Театре на Малой Бронной, а свободное время посвящала своему увлечению – живописи, и даже получила художественное образование. Хобби постепенно переросло в серьезную работу, и актрисе удалось открыть собственную мастерскую по реставрации и росписи мебели. В настоящее время Анастасия Немоляева успешно сочетает карьеру дизайнера и актрисы. В середине 2000-х вновь стали поступать интересные предложения от режиссеров, и Анастасию Немоляеву можно было увидеть в фильме «Перегон» и в некоторых сериалах.
