В 2019 году дебютировала на сцене театра «Старый дом» в роли Аглаи Епанчиной в спектакле Андрея Прикотенко «Идиот» по одноимённому роману Ф. М. Достоевского (Номинация «Драма/женская роль» Российской национальной театральной премии и Фестиваля «Золотая Маска»-2021). Другие роли в театре «Старый дом»: Бобылиха («Снегурочка» А. Островского, реж. Г. Пьянова), исполнитель («Я здесь» Л. Рубенштейна, реж. М. Диденко), Люди («Злачные пажити» А. Старобинец, реж. Ю. Ауг), Кот, Стая диких гусей, Фумле (злая ворона), Чума, чёрные крысы («Путешествие Нильса с дикими гусями» С. Лагерлёф, реж. Г. Жданова), Исполнитель («Люблюнемогу» О. Никифоровой, реж. Д. Азаров), Поля Мехова («Цемент» Х. Мюллера, реж. Н. Бетехтин), Линда, Сьюзан, старшая смены («Танцующая в темноте» Л. фон Триера, П. Элсворта, реж. Е. Бондарь, 2021), а также принимала участие в концерте (вокал) «Эверест 9050».

Первой ролью в Александринском театре в январе 2022 года стала Людмила, сестра учителя музыки Рутилова в спектакле Никиты Кобелева «Тварь» по одноимённой пьесе Валерия Семеновского (на основе романа «Мелкий бес» Ф. К. Сологуба).

В 2022 году введена на роль Офелии в спектакль «Гамлет» В. Шекспира. Драматургическая Адаптация В. Леванова (реж. В. Фокин, 2010); сыграла Эмилию в спектакле «Отелло» (реж. Н. Рощин).

В 2023 году в саундраме «Чайка» (режиссёр Елена Павлова) сыграла Нину Заречную. «Нина Заречная (Анастасия Пантелеева) юная, немного бунтующая, трогательно красивая, умная и чувствующая девушка. Она в прекрасном белом платье читает пьесу Треплева с текста на экране, как будто это делает впервые, в этом нет ни фальши, ни ненужного пафоса. В этот момент Нина напоминает абитуриентку на вступительных испытаниях. Во втором акте, после жизненных испытаний, она станет тише, серьёзнее, но останется всё такой же трепетной и доброй внутри. Печали оденут её уже в чёрное платье, она будет плакать, но без надрыва. Слёзы будут катиться по ее щекам, больно и страшно, но она только крепче обнимет Треплева». (Наталья Яковлева. Чайка. У каждой птицы своя песня // Около. 19.06.2023)

В феврале 2024 года исполнила роль Гоарины Гоарик в спектакле «Мейерхольд. Чужой театр» (режиссёр  В. Фокин). «Примерно такую острую до отчаяния тревогу, но невербализированную, безотчетную, почти как звериное чувство опасности, ощущает актриса Гоарина Гоарик: это спонтанное существование на грани нервного срыва очень точно играет Анастасия Пантелеева». (Жанна Зарецкая. Каждый умирает в одиночку: Фокин поставил стенограмму последнего собрания коллектива ГосТИМа // Фонтанка.ру. 13.02.2024)

В июле 2024 года на гастролях в Ясной поляне на фестивале «Толстой» введена на роли Хмурой судьи, Аннет, Рыжей заключённой, Маковкиной в спектакль Никиты Кобелева «Воскресение».

В 2025 году сыграла роль Агафьи Матвеевны Пшеницыной в спектакле «Обломов» (реж. А. Прикотенко).