Анастасия Семеновна попала на фронт батальонным писарем весной 1942 года. Вскоре бывшая учительница была зачислена во взвод пешей разведки, где наравне с мужчинами несла службу и исполняла свой ратный долг. Во время выполнения одного из боевых заданий она спасла жизнь командиру взвода и вместе со своим однополчанином взяла в плен немецкого офицера. Однажды, участвуя в одной из ночных операций в тылу противника, А.С. Вшивцева была тяжело ранена в обе ноги, при этом истекая кровью, она не бросила раненного товарища — притянула его в свою часть. Об этом подвиге молодой разведчицы писали все фронтовые газеты. Спустя всего три месяца лечения она снова вернулась на фронт. В составе 287-го стрелкового полка 95-й Гвардейской стрелковой дивизии учувствовала в боях на Курской дуге и в Прохоровском танковом сражении.

 
Осенью 1943 года Анастасия Семеновна была зачислена в состав группы разведчиков, задачей которых было провести рекогносцировку в районе Кременчуга. На обратном пути группа попала под обстрел. А.С. Вшивцева получила серьезное ранение в голову несовместимое с жизнью — 2 пули прошли на вылет. Во время похорон один из боевых товарищей наклонился прикрепить к гимнастерке отважной девушки комсомольский значок, в этот момент ему показалось, что она дышит. Едва-едва в ней теплилась жизнь. Этот случай спас разведчицу от действительной смерти.

 
Но лечение проходило тяжело: сознание вернулось только на девятнадцатый день. Первое время все части тела были парализованы, Анастасия Семеновна полностью лишилась зрения и не могла говорить. После сложнейших операций, длительного лечения и реабилитации, будучи под наблюдением опытных врачей и профессоров девушка не теряла надежды вернуться к нормальной жизни: училась заново разговаривать, читать и писать.

Накануне победы над фашистской Германией Вшивцева написала своим однополчанам:

 
Встав на ноги, жаждущая деятельности девушка, ветеран войны и инвалид 1 степени поступила на исторический факультет Саратовского педагогического института. Невзирая на ухудшившееся здоровье, вновь перенесенную сложную операцию, она без перерыва продолжала учебу, окончила ее с отличием и вернулась к преподаванию. Всю свою мирную жизнь посвятила школе и подрастающему поколению, занималась общественными работами и краеведением. По зову сердца. По долгу совести. С полной нагрузкой. Без скидки на болезнь. Прожить такую жизнь — это уже совершить подвиг. За свои подвиги А.С. Вшивцева отмечена наградами и за бой, и за труд. За участие в Великой Отечественной войне была удостоена ордена Отечественной войны 1 степени, двух орденов Красной Звезды и четырех медалей. За работу в школе получила звание заслуженного учителя РСФСР.