Astrid Poeschke absolvierte ein Architekturstudium in Deutschland und Frankreich. Anschließend gründete sie in Berlin ein Architekturbüro. Im Bereich Film-Szenenbild begann sie 1995 zu arbeiten, zunächst im Studio Babelsberg in Potsdam, später als freie Szenenbildnerin und Art Directorin. In letzterer Funktionen wirkte sie an zahlreichen deutschen und internationalen Kino- und Fernsehproduktionen mit, darunter so gestalterisch unterschiedliche Filme wie der Historienfilm "Luther (2003), das NS-Widerstandsdrama "Operation Walküre - Das Stauffenberg Attentat" (US/DE 2008) und der Science-Fiction-Thriller "Pandorum" (GB/DE 2009). 

Für Regisseur Brian De Palma fungierte sie als Art-Direction-Superviserin bei dem in Berlin gedrehten Thriller "Passion" (DE/FR/GB 2012), Oliver Hirschbiegel engagierte sie als Art Directorin für das NS-Drama "Elser" (2015). Auch bei Sam Garbarskis Nachkriegs-Familiengeschichte "Es war einmal in Deutschland..." (DE/BE/LU 2017) gehörte sie als Superviserin zum Art-Direction-Team, ebenso bei Joachim Langs "Mackie Messer - Brechts Dreigroschenfilm" (2018).

Ab 2018 begann Poeschke vorwiegend als Szenenbildnerin zu arbeiten. Zu ihren bekanntesten Filmen zählen hier der TV-Mehrteiler "Oktoberfest 1900" (2020), die Gesellschaftskomödie "Ein Fest fürs Leben" (2023) und Joachim Langs "Cranko" (2024), eine Filmbiografie über den legendären Ballett-Choreographen John Cranko. Für ihr Szenenbild bei diesem Film wurde Astrid Poeschke 2025 für den Deutschen Filmpreis nominiert.