Supuestas Anastasia RomanovAnna Anderson, la más famosa pretendiente a ser la Gran Duquesa, afirmaba que se había hecho pasar por muerta entre los cuerpos de su familia y los criados, y que pudo escapar gracias a la ayuda de un guardia compasivo que la rescató al ver que aún estaba viva.[43] Anderson fue una de las al menos diez mujeres que afirmaban ser Anastasia. Algunas menos conocidas fueron Nadezhda Ivanovna Vasilyeva y Eugenia Smith. Dos jóvenes que afirmaban ser Anastasia y su hermana María fueron encontradas por un sacerdote de los Montes Urales, donde vivieron como monjas hasta su muerte en 1964. Fueron enterradas bajo los nombres de Anastasia y María Nikolaevna.
Estos rumores de supervivencia fueron avivados por varios informes contemporáneos que hablaban de registros en trenes y casas, por parte de soldados y la policía secreta bolchevique, en busca de "Anastasia Románova". Durante su breve encarcelamiento en Perm en 1918, la princesa Helena Petrovna, mujer de un primo lejano de Anastasia, el Príncipe Ioann Konstantinovich de Rusia, explicó que un guardia trajo a su celda a una muchacha llamada Anastasia Románova y le preguntó si aquella muchacha era la hija del zar. Ante la negativa de Helena Petrovna, el guardia se la volvió a llevar. Hubo más testigos que afirmaron haber visto en Perm a Anastasia, a su madre y a sus hermanas después del asesinato, aunque actualmente se considera que no es más que un rumor sin ninguna evidencia palpable. Un informe que reviste más credibilidad por parte de algunos historiadores, asegura que ocho testigos vieron cómo guardias armados capturaban a una joven que intentaba huir del andén 37 de una estación de ferrocarril al noroeste de Perm, en septiembre de 1918. Los citados testigos fueron Maxim Grigoyev, Tatiana Sitnikova y su hijo Fyodor Sitnikov, Ivan Kuklin y Matrina Kuklina, Vassily Ryabov, Ustinya Varankina, y el doctor Pavel Utkin, un médico que trató a la muchacha después del incidente.[ Algunos de estos testigos identificaron a la muchacha como Anastasia cuando les fueron mostradas fotos de la Gran Duquesa por detectives del Ejército Blanco. El doctor Utkin también explicó a los detectives del Ejército Blanco que la muchacha herida, a la que trató en la oficina de la Cheka en Perm, le dijo: "Soy la hija del soberano, Anastasia". Utkin consiguió una receta de una farmacia para un paciente llamado "N", custodiado por la policía secreta. Más tarde, detectives del Ejército Blanco encontrarían registros de esa receta. Durante ese mismo periodo, mediados de 1918, numerosos jóvenes fingieron ser miembros de la familia Románov que habrían escapado a las matanzas. Boris Solosiev, marido de una de las hijas de Rasputín, María, estafó a importantes familias rusas al pedirles dinero para que un falso Románov pudiera huir a China. Solosiev también encontró a numerosas jóvenes dispuestas a hacerse pasar por alguna de las Grandes Duquesas para beneficiarse de las familias que había estafado.
Sin embargo, algunas teorías apuntan a que hubo posibilidad de que uno o más guardias pudieran ayudar a algún superviviente. Yákov Yurovski había ordenado a los guardias que se presentaran en su oficina para devolver los objetos robados tras la ejecución. Se apunta a que durante un largo espacio de tiempo los cuerpos permanecieron sin vigilancia en el camión que los transportaría, en el sótano o en los pasillos de la casa. También se apunta a que varios soldados, que no habían participado en la matanza y que habían mostrado cierta empatía hacia las grandes duquesas, pudieron estar en el sótano con los cuerpos-
Durante una sesión del juicio celebrado en Alemania, entre 1964 y 1967, para probar la verdadera identidad de Anna Anderson, el sastre vienés Heinrich Kleibenzetl, que vivía y trabajaba frente a la Casa Ipátiev, declaró que pudo ver a una malherida Anastasia inmediatamente después de la masacre de Ekaterimburgo, el 17 de julio de 1918. La joven estaba siendo atendida por su casera, Anna Boudin, en una casa situada justo frente a la Casa Ipátiev. Según recogió Peter Kurth, en su libro Anastasia: El misterio de Anna (Anderson), Kleibenzetl declaró haber oído disparos que provenían de la Casa Ipátiev y una de las chicas que gritaba "Mamá", y huyó corriendo de allí. Estuvo una hora y media caminando por el pueblo y al regresar vio cómo su casera llenaba un cubo con agua: "No entres en tu habitación" le dijo, para después decirle "Dios mío, en ti puedo confiar. Es Anastasia, la Gran Duquesa, está en tu habitación. Está herida. Estoy intentando que beba un poco de té". Kleibenzetl le dijo que le ayudaría y subió las escaleras hasta su habitación: "La parte inferior de su cuerpo estaba cubierta de sangre, tenía los ojos cerrados y estaba pálida como una hoja", declaró."Le lavamos la barbilla, Frau Annouchka y yo, y la muchacha gimió. Debía tener los huesos rotos. Y entonces abrió los ojos durante un minuto". La muchacha permaneció en la casa durante tres días, hasta que el mismo Guardia Rojo que la había traído se la volvió a llevar. Kleibenzetl nunca más volvió a saber de ella.
Kleibenzetl solía llevar ropa a la Casa Ipátiev y había visto a las grandes duquesas allí, aunque nunca habló con ellas. En su declaración recalcó que la muchacha herida era "una de las mujeres" que había visto paseando por el patio de la Casa Ipátiev, pero que no reconoció si era Anastasia u otra persona.
También llegaron noticias desde Bulgaria de la posible supervivencia de Anastasia y de su hermano pequeño Alexis. En 1953 Peter Zamiatkin, presunto miembro de la guardia de la familia imperial rusa, le explicó a un chico de 16 años, que convalecía en el hospital con él, que llevó a Anastasia y a su hermano Alexis a su pueblo natal, cerca de Odesa, siguiendo las órdenes del zar. Después del asesinato del resto de su familia, Zamiatkin habría llevado a los niños en barco desde Odesa hasta Alejandría. Los supuestos "Anastasia" y "Alexis" habrían vivido bajo nombres falsos en la ciudad búlgara de Gabarevo, cerca de Kazanlak. La Anastasia búlgara se hacía llamar Eleonora Albertovna Kruger y murió en 1954.
La posible supervivencia de Anastasia es una de las grandes leyendas del siglo XX. En 1922 los rumores sobre que una de las Grandes Duquesas o, incluso, toda la familia habían sobrevivido propició la aparición en Alemania de una mujer que se hacía llamar Anna Anderson. Fue encontrada a punto de suicidarse en el puente del río Spree en Berlín (Alemania), dos años después de la masacre. Fue internada sin identificar en una institución para enfermos mentales, donde dos años después aseguró ser la Gran Duquesa Anastasia, que había sido declarada muerta en Ekaterimburgo. Siempre hubo confusión en cuanto a la verdadera identidad de Anna Anderson debido a los supuestos conocimientos que tenía sobre Anastasia que, según se decía, solo la verdadera Gran Duquesa podía conocer. Algunos familiares de los Románov declararon que probablemente Anna era la Gran Duquesa, pero otros nunca estuvieron convencidos. Pero Anna Anderson fue la que creó el mito y convirtió la leyenda de Anastasia en famosa. La batalla por conocer su verdadera identidad se convirtió en el juicio más largo de la historia de Alemania, ya que se inició en 1938 y fue oficialmente cerrado en 1970. El veredicto final estableció que Anna Anderson no pudo aportar suficientes pruebas para demostrar que era la Gran Duquesa. Pero también se estableció que la muerte de Anastasia no se podía confirmar como hecho probado.
Anna Anderson moriría de neumonía en 1984, siendo su cuerpo incinerado. En 1994, usando muestras de un pañuelo suyo encontrado en el hospital, junto con la sangre de Felipe de Mountbatten, príncipe de Edimburgo (quien sería su pariente lejano), se le hicieron unas pruebas de ADN. Según el doctor Gil: "Si aceptamos que estos restos son de Anna Anderson, entonces Anna Anderson no está emparentada con el zar Nicolás II ni la zarina Alejandra". Al compararlo con familias de una lista de desaparecidos en 1918 y 1920 se descubrió que su auténtica identidad era Franziska Schanzkowska, nacida en Pomerania (Polonia) el 16 de diciembre de 1896 y desaparecida en marzo de 1920 cuando perdió la memoria trabajando en una fábrica de Berlín. Al encontrarla cerca de un puente de aquella ciudad, asumió los relatos de Anastasia que su marido le había contado como si fuera de su propia vida. Explicaba que el soldado que la rescató y después se había casado con ella era el soldado Chaikovski (ruso-polaco), que habría estado presente en la matanza de los Románov en 1918.
Anna Anderson en 1922