Анатолий Александрович Титов родился 10 августа 1923 года в одном из сёл ныне Трубчевского района Орловской области в семье крестьянина. Русский.
В 5 лет остался без родителей, воспитывался в трудовой коммуне «Пятилетка», там же окончил школу-семилетку.
После школы уехал к родственникам в Тверь, учился в Твери в ФЗУ и работал ткачом на фабрике.
В 1939 году переехал в Орджоникидзеград Брянской области (ныне в черте города Брянска) к брату, где окончил школу фабрично-заводского обучения и работал на заводе «Красный Профинтерн».
В сентябре 1941 года добровольцем вступил в формировавшийся партизанский отряд, учился на курсах минёров.
Когда в начале октября 1941 года произошла катастрофа советских войск Западного и Брянского фронтов, отряд оказался в тылу врага и с 8 октября приступил к боевым действиям.
Титов стал подрывником, затем старшим подрывником Орджоникидзеградского партизанского отряда имени Виноградова Дятьковской партизанской бригады.
За период нахождения в тылу врага, с 8 октября 1941 года до 23 сентября 1943 старший подрывник Титов лично пустил под откос 9 эшелонов с живой силой и техникой врага, а также одну дрезину. На шоссейных дорогах им взорвано 20 автомашин с различными военными грузами, 2 тяжёлых танка и 9 повозок. В составе отряда участвовал в разгроме 13 немецких гарнизонов. Всего на счету Титова 145 уничтоженных немцев.
В сентябре 1943 года Дятьковская партизанская бригада соединилась с наступающими частями Красной Армии, проводившими Брянскую наступательную операцию.
Командир отряда в 1943 году представил Титова к званию Героя Советского Союза, но представление реализовано не было.
В сентябре 1943 г. - мобилизован и направлен в авиацию
Окончил летную школу в городе Сасово Рязанской области
1945 г. - окончил Борисоглебскую военную авиационную школу летчиков.
Командовал звеном и эскадрильей.
1956 г. уволен в запас в звании капитана
Вернулся на Брянщину.
В 1959 году окончил Трубчевский лесотехнический техникум. Трудился мастером и главным инженером лесхоза, директором межрайонного предприятия «Брянскоблэнерго».
С 1983 года - на пенсии. Жил в г. Троицке Московской обл.
Указом Президента Российской Федерации № 1478 от 7 июля 1994 г. присвоено звание Героя Российской Федерации с вручением медали «Золотая Звезда» (№ 84) с формулировкой "за мужество и героизм, проявленные в партизанской борьбе против немецко-фашистских захватчиков в период Великой Отечественной войны 1941-1945 годов"
Умер 2 июня 2008 года. Похоронен в Троицке Московской обл. (ныне - территория Москвы)