В 1901 год — создала ряд гравюр для журнала «Мир искусства» (№ 1 за 1902 год). В 1905 — вышла замуж за учёного-химика С. В. Лебедева, впервые синтезировавшего в промышленном масштабе каучук.
1918—1922 — преподавала в Высшем институте фотографии и фототехники.
1934—1935 — преподавала во Всероссийской академии художеств.
Во время Великой Отечественной войны работала в блокадном Ленинграде, создав ряд пронзительных графических образов города.
В рейтинге граверов России первой половины XX века является не только «звездой первой величины», но и возродившей это искусство в России. Анна Петровна также положила начало возрождению русской оригинальной (в том числе цветной) ксилографии, работала и в технике литографии, и в акварели.
Изображала в основном виды Петербурга и его окрестностей. Одна из немногих художников, органично создававших пейзажи, включающие в композицию архитектурные строения.
1924—1955 — Нижегородская улица, 10, кв. 4. Эта квартира включена в список памятников истории России, охраняемых государством.
Похоронена в Некрополе мастеров искусств.
Из воспоминаний современников
А. Н. Бенуа: «… в гравюрах она владеет крепостью штриха, которая ей позволяет доводить до крайней степени убедительного лаконизма передачу своих впечатлений; в гравюрах она, как никто, умеет, пользуясь минимумом цветовой шкалы, передать в красках желаемое настроение. В акварелях она радует глаз свободой мазка, и опять-таки эти её вещи блещут чарующими переливами и созвучием красок, необычайно остро подмеченных на натуре».
Выставки
Дебютировала со своими гравюрами на выставке «Мира искусства» в 1900 (?).
Графика А. П. Остроумовой-Лебедевой: Гравюры и акварель. [Альбом] / Авт. вступ. ст. [с. 5-33] и сост. М. Ф. Киселев, 135 с. ил., цв. ил. — М.: Искусство, 1984.
Исаев В. Ю. Сокровища Дома Волошина. Альбом. — Симферополь: СОНАТ, 2004. — 400 с. — ISBN 966-8111-40-0.