Gra pojedyncza Anastasija Rodionowa nie ma na koncie wygranego tytułu WTA w grze pojedynczej. Dwukrotnie występowała w półfinałach takich zawodów: w Quebecu w 2002 i w Kantonie w 2007. Osiągnęła trzecie rundy wszystkich turniejów wielkoszlemowych poza Australian Open. 16 sierpnia 2010 zajmowała najwyższe, 62. miejsce w światowej klasyfikacji gry pojedynczej.
Jej turniejowy debiut w WTA miał miejsce w 2000 w Taszkencie – przeszła eliminacje gry pojedynczej i przegrała w pierwszej rundzie z Sarah Pitkowski. W 2001 wystąpiła w tej samej imprezie z podobnym skutkiem; w lipcu przeszła też kwalifikacje w Sopocie. W lipcu 2002 po raz pierwszy dostała się do turnieju WTA na podstawie miejsca rankingowego; miało to miejsce w Casablance, tam też wygrała pierwszy seniorski mecz z Marlene Weingärtner 6:1, 6:0, w następnym pojedynku skreczowała jednak przeciwko Marii Elenie Camerin. Pierwszy większy sukces odnotowała we wrześniu w Quebec, dochodząc tam do półfinału, przegranego z Jeleną Bowiną.
W kwietniu 2003 zagrała w swoim drugim zawodowym ćwierćfinale w Casablance;