Родился 7 мая 1930 года в городе Смоленске в семье военнослужащего. Трудовой путь начал в 1943 году рабочим оборонного завода. В 1953 году окончил юридический факультет Московского университета, затем аспирантуру. Преподавал теорию государства и права. С 1956 года – старший консультант Юридической комиссии при Совете Министров СССР. С 1961 по 1976 год – старший референт, заместитель заведующего отделом по вопросам работы Советов Президиума Верховного Совета СССР. В 1976 – 77 работал в аппарате ЦК КПСС, принимал участие в подготовке проекта союзной Конституции. В 1977 возвратился на работу в парламент, где был начальником Секретариата Президиума Верховного Совета СССР. В 1987 году избран секретарем ЦК КПСС, курирующим правовые и Административные вопросы, в сентябре 1988 года – кандидатом в члены Политбюро ЦК КПСС.
С 1985 года – депутат Верховного Совета РСФСР, председатель Комиссии законодательных предложений. С 1987 года – депутат Верховного Совета СССР. В октябре 1988 года избран первым заместителем Председателя Президиума Верховного Совета СССР, в марте 1989 года – первым заместителем председателя Верховного Совета СССР. В марте 1990 года избран Председателем Верховного Совета СССР, в должности проработал до августа 1991 года.
В декабре 1993 года избран депутатом Государственной Думы по Смоленскому территориальному избирательному округу. В декабре 1995 года избиратели Смоленщины вновь избрали Лукьянова А.И. в состав российского парламента. Будучи председателем Комитета Государственной Думы по законодательству и судебно-правовой реформе участвовал в разработке и принятии более 300 законопроектов, в том числе законов о поправках к Конституции, о выборах, о референдуме, о правительстве, о местном самоуправлении и др. В соответствии с наказами избирателей внес на рассмотрение Думы вопросы об отмене Беловежских соглашений, о недопустимости купли-продажи земли, об увековечении памяти Победы советского народа над фашизмом, об улучшении обеспечения ветеранов войны и труда и др.
Лукьянов А.И. – член Президиума ЦК Коммунистической партии РФ. Он доктор юридических наук, действительный член Петровской академии наук и искусств и Международной академии информатизации, член Союза писателей России, имеет более 200 научных трудов и ряд поэтических сборников. Награжден орденами и медалями СССР и зарубежных стран.
В декабре 1999 года вновь избран депутатом Государственной Думы третьего созыва по Смоленскому избирательному округу.
Анатолий Иванович считает первым девизом жизни: «Все минется, правда останется».
Решением Смоленского городского Совета от 28 апреля 2000 года № 530 за большую роль и личное участие в восстановлении исторической справедливости – присвоении городу Смоленску звания «Город-герой Смоленск», оказании помощи и поддержки в решении вопросов хозяйственного, социально-экономического и культурного развития города, активную общественную деятельность в защите интересов на выполнении наказов избирателей Лукьянову Анатолию Ивановичу – смолянину, депутату Государственной Думы РФ по Смоленскому избирательному округу № 169 присвоено звание «Почетный гражданин города-героя Смоленска».