После окончания Калужской духовной семинарии Алексей поступил на службу в Казенную Палату, но вскоре тяжело заболел. В те времена чахотка считалась болезнью смертельной, и Алексей дал обет: если исцелит его Господь, то примет он монашеский постриг.
Господь даровал ему жизнь, и вскоре, в июле 1853 года, испросив родительского благословения, пришел он в Оптину Пустынь. Старец Макарий сказал матери будущего инока: "Благословенна ты, добрая женщина, на такой хороший путь отпустила сына!" С этого дня преп. старец Макарий стал руководить духовной жизнью молодого послушника. Со временем, предчувствуя приближение немощей и кончины, благословил обращаться за советом к преп. старцу Амвросию. 17 ноября 1862 года брат Алексей был пострижен в мантию с именем Анатолия. К этому времени он был уже на послушании у преп. Амвросия.
С самых первых лет пребывания в обители жизнь будущего преп. старца Анатолия была посвящена трудам на пользу ближних. Когда он работал на кухне, то не оставалось времени даже на сон, да и спать приходилось на дровах. А чтобы помолиться, побыть в редкие свободные минуть! наедине с Богом и своей совестью, приходилось уходить далеко в лес... Позже старец Амвросий стал посылать преп. Анатолия в монастырскую гостиницу утешать скорбящих. А когда увидел прозорливый старец, что ученик созрел для того, чтобы наставлять других в духовном делании, то стал постепенно вводить его в старческий труд, готовя себе ближайшего сотрудника и помощника.
В 1870 году преп. Анатолий был рукоположен в сан иеромонаха, а уже в следующем году получил назначение настоятеля Спасо-Орловского монастыря с возведением в сан архимандрита. Но любовь к родной Оптиной и старцу Амвросию заставила отказаться от почетного назначения. Преподобный Амвросий выпросил его себе сначала в помощники, потом в благочинные скита. А с 1874 года, за послушание старцу преп. Амвросию, принял преп. Анатолий должность скитоначальника. Ему же поручил старец Амвросий и окормление новосозданной Шамординской женской обители. Преподобный Амвросий не раз говорил сестрам: "Я редко беру вас к себе (на беседу), потому что я за вас спокоен: вы с отцом Анатолием".
Преподобный Анатолий имел необыкновенно милостивый, сострадательный характер. Если он узнавал о чьем-нибудь горе, то так волновался, что у него начиналась ужасная головная боль. А потом начинало болеть и сердце...
Взяв на себя заботы о Шамордине, он входил во все стороны жизни сестер, сам учил их уставу богослужения, монашескому молитвенному правилу, пятисотнице, церковному пению. Но все-таки первый вопрос к духовным дочерям у него был: "У тебя все есть?" Двадцать один год был он для инокинь Шамордина преданным, бесконечно любящим отцом и наставником.
О великой силе молитвы старца Анатолия свидетельствовал сам преп. старец Амвросий: "Ему такая дана молитва и благодать, какая единому из тысячи дается". С особой любовью говорил преп. Анатолий о молитве Иисусовой, говорил о том, что истинная молитва должна рождаться не под впечатлением хорошего чтения и пения, а быть плодом великого труда, дерзновения и любви к Богу.
Преподобный Анатолий обладал всей полнотой даров Святого Духа: даром прозорливости и духовного рассуждения, исцеления душевных и телесных недугов. Несколькими словами, исполненными любви и духовного опыта, он умел утешить скорбящую душу, осторожно предупредить о грядущих испытаниях, подготовить к близкой смерти.
Кончина старца Амвросия 10 октября 1891 года подорвала здоровье его любимого ученика: так глубоко и тяжело переживал он свое сиротство, что овладел им смертельный недуг.
Преподобный Анатолий начал угасать. Кротко и смиренно переносил он болезнь. 15 декабря 1893 года он тайно принял схиму. 25 января / 7 февраля 1894 года преподобный старец Анатолий тихо почил во время чтения отходной. Он бьш погребен у стен Введенского собора, рядом с любимыми своими учителями и наставниками.
