Много путешествовала по Италии, Франции, Испании, где работала над городским пейзажем.
С 1899 года активно участвовала в деятельности художественного объединения «Мир искусства».
Участница художественных выставок с 1900 года.
В 1901 году создала ряд гравюр для журнала «Мир искусства» (№ 1 за 1902 год). В 1905 году вышла замуж за своего двоюродного брата, химика Сергея Лебедева[5].
Во время Великой Отечественной войны работала в блокадном Ленинграде, создав ряд пронзительных графических образов осаждённого города. В июле 1942 года в блокадном Ленинграде прошла выставка произведений Остроумовой-Лебедевой, созданных в 1896—1942 годах[7].
В рейтинге гравёров России первой половины XX века является не только «звездой первой величины», но и художницей, возродившей это искусство в России. Остроумова-Лебедева также положила начало возрождению русской оригинальной, в том числе цветной, ксилографии, работала и в технике литографии, и в акварели.
По её собственным словам она «возродила художественную творческую черную гравюру и создала новую отрасль гравюры — цветную гравюру»[9].
Часто изображала виды Петербурга и его окрестностей, а также пейзажи и городские виды во время своих путешествий по Италии, Франции, Испании. Одна из немногих художников, органично создававших пейзажи, включающие в композицию архитектурные строения.
«… 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».
↑Остроумова-Лебедева А. П. Автобиографические записки. — М.: Изобразительное искусство, 1974. — С. 187.
↑Остроумова-Лебедева А. П. Автобиографические записки: в 3 томах. — Москва: Изобразительное искусство, 1974. — Т. 3. — С. 446. — 494 с.
↑Пирютко Ю. М. Некрополь мастеров искусств // Исторические кладбища Санкт-Петербурга / А. В. Кобак, Ю. М. Пирютко. — Изд. 2-е, дораб. и испр. — М. : Центрполиграф ; СПб. : Русская тройка — СПб, 2011. — С. 240. — ISBN 978-5-227-02688-0. — OCLC812571864.
↑Автобиографические записки. — М.: Центрполиграф, 2003. — С. 303.
↑Выставка произведений членов Академии художеств СССР. К 25-летию преобразования Всероссийской Академии художеств в Академию художеств СССР. Живопись. Скульптура. Графика: Каталог. — М. : Искусство, 1973. — С. 244.
В. Я. Адарюков. А. П. Остроумова-Лебедева. — Издание Дома печати, 1920. — 47 с.
А. П. Остроумова, А. Н. Бенуа. Петербург: автолитографии А. П. Остроумовой / Комитете популяризации художественных изданий при Российской академии истории материальной культуры. Вступительная статья Александра Бенуа. — Репринтное издание. — СПб.: Комитете популяризации художественных изданий, 1922. — 28 с.
П. Е. Корнилов. Анна Петровна Остроумова-Лебедева. — М.: Искусство, 1950.
Э. З. Ганкина (текст). Анна Петровна Остроумова-Лебедева (Альбом). — М.: Советский художник, 1952.
П. Е. Корнилов. Поэт города на Неве. — Художник, 1962. — Т. № 10. — С. 36—41.
Н. В. Синицын. Гравюры Остроумовой-Лебедевой, монография. — М.: Искусство, 1964.
В. Суслов. Анна Петровна Остроумова-Лебедева. — Л.: Художник РСФСР, 1967.
Е. Плотникова. А. П. Остроумова-Лебедева. Акварели (Альбом). — М.: Изобразительное искусство, 1970.
М. Киселёв. Образы родного города. — М.: Искусство, 1971. — Т. № 10.
В. Суслов, М. Флекель. Петербург—Ленинград в гравюрах А. П. Остроумовой-Лебедевой (Альбом). — Л.: Художник РСФСР, 1973.
Остроумова-Лебедева А. П.Из дневника // Художники города-фронта. Воспоминания и дневники ленинградских художников / редактор-составитель И. А. Бродский. — Л.: Художник РСФСР, 1973. — С. 300—310. — 444 с. — 20 000 экз.
А. А. Богданов. А. П. Остроумова-Лебедева / редактор А. Н. Тырса, оформление серии В. Д. Гончаренко, худ-тех редактор З. М. Колесова, корректор Л. Н. Постникова. — Л.: Художник РСФСР, 1976. — (Массовая библиотечка по искусству). — 30 000 экз.
М. Ф. Киселев (авт. вступ. ст. [с. 5-33] и сост.). Графика А. П. Остроумовой-Лебедевой: Гравюры и акварель. (Альбом). — М.: Искусство, 1984. — 135 с. ил., цв. ил. с.
В. Ю. Исаев. Сокровища Дома Волошина. (Альбом). — Симферополь: СОНАТ, 2004. — 400 с. — ISBN 966-8111-40-0.
С. В. Иванов. Неизвестный соцреализм. Ленинградская школа.. — СПб.: НП-Принт, 2007. — С. 13, 19, 377, 380, 383, 385.. — ISBN 978-5-901724-21-7. — ISBN 5-901724-21-6.