Ved seksten års alder begynte han i lære i handelsfaget (klippfisk) hos konsul Hans Clausen, som var væreier, skipsreder og fiskehandler. I 1851, da han var tyve år, ble han med sørover til Spania på fraktefart, før han i 1856 startet sitt eget kontor som i Barcelona. Etter noen få år gikk han i kompaniskap med kristiansunderen Niels Georg Sørensen (1833–1921). Deres firma importerte trelast, hovedsakelig fra Sverige. Nedgangstider i Spania gjorde at de flyttet kontoret til Stockholm i 1864; holdt til i Flemingska palatset. I 1868 etablerte de Skutskärs bruk - et dampdrevet sagbruk i Skutskär som etter hvert fikk godt over tusen ansatte. De forble partnere til 1872, da Astrup kjøpte og overtok Sørensens andeler for tre millioner kroner. I 1885 solgte Astrup det meste for fem millioner kroner, og befestet sin posisjon som en av landets rikeste menn. Astrup bygde opp en av Norges største formuer gjennom dristige satsinger innen en rekke forretningsområder. Han drev forretninger i Kristiania, Kristiansund, Stockholm og Barcelona. I Norge kjøpte han blant annet opp Meraker Brug (i 1888, driften innstilt i 1895), Selbo kobberverk og Svanvigen Brug i Eide på Nordmøre. Astrup var også involvert i bygging av det store Grand Hotel i fødebyen Molde.