Анастасия Немоляева появилась на свет в киношной семье, поэтому неудивительно, что уже в 11 лет юная актриса дебютировала в картине «Старый новый год». Но славу ей принесла роль Кати в фильме «Курьер» Карена Шахназарова, а также роль молодой медсестры в «Интердевочке».
Жизнь актрисы изменилась после съемок в картине «Сны о России». В фильме играло много японских актеров, в том числе Цутому Исидзима, которого по-русски называли Веней. Между Веней и Немоляевой вспыхнула любовь – и уже через полгода пара поженилась.
Супруги обзавелись тремя дочерями – Софьей, Ефросиньей и Евдокией.
Сейчас Анастасии Немоляевой 53 года. Актриса редко появляется на экранах, зато она нашла себя в другой творческой профессии – с 1996 года Немоляева занимается художественной росписью мебели. В бизнесе ее активно поддерживает любимый муж.