Родилась в 1942 году в Мариинске (Кемеровская область). В 1962—1967 годах училась на историческом факультете Уральского государственного университета. В 1969—2000 годах являлась руководителем Крымской археологической экспедиции УрГУ, под её руководством экспедиция вела раскопки в Херсонесе Таврическом и его окрестностях.
В 1972 году после окончания аспирантуры под руководством профессора Михаила Яковлевича Сюзюмова защитила кандидатскую диссертацию «Византийский провинциальный город в период „тёмных веков“». В 1978 году получила учёное звание доцента по кафедре истории древнего мира и средних веков УрГУ им. А. М. Горького. Защитила докторскую диссертацию по теме «Топография византийского города как источник (на материалах византийского Херсона)» в 1991 году.
В 1991—2001 годах заведовала кафедрой археологии Уральского государственного университета. В 1992 году была утверждена в учёном звании профессора. Выступала с лекционными курсами перед студентами университетов Майнца и Лейпцига (Германия), аспирантами и бакалаврами Софийского университета (Болгария). В 1995 году являлась координатором проекта «Развитие византинистики и византийской городской археологии в Уральском университете» в рамках европейской программы «TEMPUS TACIS».
В центре научных интересов А. И. Романчук лежат проблемы развития византийского провинциального города. На материалах раскопок Херсонеса А. И. Романчук показаны особенности формирования культурного слоя в многослойных памятниках, специфика развития византийского города в период «тёмных веков» (VII—IX вв.).