Раптово обрушилася слава принесла в той час ще непрофесійної юної актриси чималий дискомфорт. Проте, зйомки в екранізаціях чудових літературних творів навчили Анастасію Вертинську надалі вибирати найцікавіші і значні образи.
У 1964 році Вертинська виконала одну з найбільших ролей світового репертуару - Офелію в «Гамлеті» Григорія Козинцева. Завдяки їй, актриса отримала світову популярність. Анастасію Вертинську навіть стали називати «Вів`єн Лі радянського екрану».
У 1966-1967 роках молоду актрису запросили зіграти відразу 2-х героїнь творів Льва Толстого. В кіноепопеї Сергія Бондарчука «Війна і мир» Анастасія Вертинська виступила в ролі Лізи Болконського. При цьому їй вдалося не загубитися серед чудового акторського ансамблю, зробивши, здавалося б, незначний образ маленької княгині надзвичайно багатогранним і незабутнім. Ще однією творчою удачею стала для актриси роль Кіті Щербацкой у фільмі Олександра Зархі «Анна Кареніна».
У 1969 році Анастасія Вертинська зіграла Мері Цинцадзе у фільмі Георгія Данелії «Не горюй!» Режисер вибрав її на цю роль зовсім не тому, що мати Анастасії - актриса і художниця Лідія Циргвава - була грузинкою за національністю. Його підкорили вишукана краса і вроджений аристократизм актриси.
Однією з улюблених стала для Анастасії Вертинською роль Галини Прокоф`євої у фільмі Олексія Сахарова «Випадок з Полиніним», знятому в 1970 році за однойменною повістю Костянтина Симонова. Існує думка, що прототипом Галини була дружина письменника, зірка радянського кіно Валентина Сєрова.
Володіючи зовнішніми даними ліричної героїні, Анастасія Вертинська завжди мріяла про характерні ролях. Поєднувати ці два начала їй вдалося в ролі красивою, але легковажної і примхливої принцеси у фільмі-казці Надії Кошеверової «Тінь» (1971), в основу якого була покладена п`єса Євгена Шварца.
Етапної стала для Анастасії Вертинською роль Мони в чудовому телефільмі Михайла Казакова «Безіменна зірка» (1978). Режисер дозволив вже досвідченої актрисі самій придумати образ легковажної столичної кокетки, яка закохалася в провінційного вчителя-ідеаліста.
У 80-і роки актриса успішно працювала на телебаченні. У 1980 році вона зіграла Джемму в екранізації роману Етель Ліліан Войнич «Овід» (режисер - Микола Мащенко). Партнером Вертинською став молодий актор Андрій Харитонов, який в 1991 році запросив її на головну роль в свій режисерський дебют - містичний фільм «Жага пристрасті» за оповіданнями Валерія Брюсова.
Ще однією значною роботою Анастасії Вертинською стала Маргарет Чалмерс в телефільмі Леоніда Пчелкина, знятому за п`єсою Джека Лондона «Крадіжка» (1982). Кінець 80-х приніс актрисі 2 незвичні для неї негативні ролі - герцогиню в міні-серіалі Резо Чхеїдзе «Житіє Дон Кіхота і Санчо» (цікаво, що цю роль колись грала мати Анастасії Олександрівни - Лідія Вертинська) і фею Моргану в фільмі Віктора Греся «Нові пригоди янкі при дворі короля Артура».
У 1994 році Анастасія Вертинська зіграла Маргариту у фільмі Юрія Кари «Майстер і Маргарита». На пробах їй вдалося «обійти» більш молодих конкуренток - Віру Сотникову, Ірину Алфьорову і Анну Самохіну. Адже саме в ній режисерові і продюсерам вдалося почути той самий «голос крові», який і відрізняє справжню героїню булгаковського роману.
