De populariteit van de zangeres groeide snel en al gauw bouwde ze een grote schare trouwe fans op. Tussen promotiewerkzaamheden en optredens door werkte Anastacia aan haar tweede album, dat in het najaar van 2001 verscheen onder de naam "Freak of nature". Opnieuw leverde de zangeres een plaat af met hoog aangeschreven composities, waarvan ze het grootste gedeelte zelf schreef. Als eerste single verscheen "Paid my dues", waarmee de zangeres zich opnieuw plaatste bij de top van wereldsterren. De daaropvolgende singles "One day in your life", "Why'd you lie to me" en "You'll never be alone" dreven de verkoop van het tweede album naar grote hoogte. Medio 2002 nam Anastacia het nummer "Boom!" op, het officiële themalied voor het Wereldkampioenschap voetbal van dat jaar. Tijdens de opening van dit evenement in Zuid-Korea trad de zangeres live met dit nummer op. Elders dat jaar werd er een tweede poging gedaan om Anastacia in de VS opnieuw te laten doorbreken. Een speciale editie van "Freak of nature" werd daar in mei uitgebracht en ondanks dat het album nieuw binnenkwam op nummer 27, zakte het in de week daarna alweer naar 104. Toen het album in de VS uitkwam, droeg Anastacia de plaat op aan Lisa 'Left Eye' Lopes, die kort daarvoor de dood vond tijdens een auto-ongeluk. "Freak of nature" verkocht wereldwijd zo'n 15 miljoen stuks.