Анастасия Хорошилова родилась в Москве. Окончила Российский институт театрального искусства – ГИТИС, факультет музыкального театра (мастерская Александра Тителя и Игоря Ясуловича, класс Тамары Синявской, 2015). Продолжила обучение в ассистентуре-стажировке Академии хорового искусства имени В. С. Попова (класс Дмитрия Вдовина).
Студенткой последнего курса ГИТИСа была принята в качестве стажера-солистки оперы в труппу Московского академического Музыкального театра имени К. С. Станиславского и Вл. И. Немировича‑Данченко. С 2019 года – солистка оперной труппы.
В репертуаре певицы – Орфей («Орфей и Эвридика» Глюка), Зульма («Итальянка в Алжире» Россини), Ольга («Евгений Онегин» Чайковского), Соня и цыганка Матреша, Клара («Война и мир», «Обручение в монастыре» Прокофьева), Кэт Пинкертон («Мадам Баттерфляй» Пуччини), Каролка («Енуфа» Яначека), Ткачиха («Сказка о царе Салтане» Римского‑Корсакова) и другие партии.
Принимала участие в вечерах классической оперетты (в том числе в программе «Зимний вечер в Шамони») и в фестивале «Опера априори» (программа «Бетховен. Мейербер»). Сотрудничала с дирижерами Александром Лазаревым, Антоном Гришаниным, Тимуром Зангиевым, Феликсом Коробовым, Максимом Емельянычевым, Вячеславом Воличем.