Родился 1 октября 1922 года в городе Майкопе Адыгейской автономной области Краснодарского края. Отец - Тимофей Евлампиевич (1888 - 1964), служащий. Мать - Мария Петровна (1893 - 1980), около полувека проработала учительницей в сельских школах. Супруга - Евгения Степановна (1922 г. рожд.), окончила Криворожский горный институт, много лет работала начальником отдела технического контроля на горно-обогатительном комбинате в Донбассе. Дочери: Наталья (1950 г. рожд.), учится в Российской Таможенной академии; Евгения (1962 г. рожд.), окончила факультет журналистики МГУ. Сын - Вячеслав (1944 г. рожд.), полковник, служил в пограничных войсках, позднее был начальником отдела аспирантуры и докторантуры Российской Таможенной академии, кандидат исторических наук.

После окончания средней школы имени Максима Горького в городе Нальчике в 1940 году Анатолий Марченко был призван в армию. Службу начал в городе Куйбышеве (Самаре) красноармейцем. Спустя два месяца был направлен в город Сызрань, в полковую артиллерийскую школу. Пройти ее полный курс не успел - началась Великая Отечественная война. В июне 1941 года Марченко был направлен в запасной артиллерийский полк в Тоцкие лагеря. Но совесть комсомольца-патриота была неспокойна: не мог он смириться с тем, что вынужден "отсиживаться" в тылу в то время, как его сверстники сражаются с фашистскими агрессорами. И Марченко "бомбит" командование рапортами с просьбой отправить его в действующую армию.

Наконец просьба младшего сержанта Марченко была удовлетворена. 915-й артиллерийский полк, входивший в состав 346-й стрелковой дивизии 51-й армии, октябрьским утром 1941 года выгрузился на станции Ряжск. К тому времени гитлеровцы стремились войти в Москву со стороны Рязани. Путь батареи, вместе с которой участвовал в боях и будущий писатель, лежал через толстовские и тургеневские места - через Ясную Поляну, Спасское-Лутовиново, Чернь, Белев. 122-миллиметровая гаубица, боевым расчетом которой командовал Марченко, открыла огонь по ненавистному врагу.

Первым городом, который дивизия отбила у фашистов, был именно Белев, стоявший на высоком берегу Оки. Батарея переправилась через скованную льдом реку под бомбами авиации противника и вместе с ворвавшейся в него пехотой освободила город. Это и стало боевым крещением юного артиллериста.

Однажды батарея стояла на окраине Черни, в яблоневом саду. Артиллеристы смертельно устали от предыдущих боев, вповалку спали в только что отрытой землянке. И тут с наблюдательного пункта раздалась команда на открытие огня.

Марченко бросился к своей гаубице. Пока шла пристрелка, он управлялся со стрельбой сам, без расчета: выполнял обязанности и заряжающего, и замкового, и наводчика. Расчет был вызван к орудию лишь тогда, когда раздалась команда: "Беглым - огонь!" А вскоре в полевом телефоне послышался знакомый голос комбата - ленинградца Федорова: "Молодцы, ребята! Фрицевской минометной батарее - каюк!"

На следующий день на огневую позицию приехал фотокорреспондент фронтовой газеты. И на ее страницах появился снимок с подписью: "Расчет командира орудия младшего сержанта А. Марченко ведет огонь по фашистским захватчикам".

В 1942 году прямо в окопе под минометным обстрелом противника комсомолец Марченко был принят в члены ВКП(б) и оставался в ее рядах до 1991 года.

Весной 1942 года Анатолий Марченко, имевший среднее образование, уже опытный, достаточно обстрелянный и нанюхавшийся пороха боец, был направлен в Днепропетровское Краснознаменное артиллерийское училище, которое было эвакуировано в город Томск.

После окончания училища в звании лейтенанта Марченко был оставлен в нем и назначен командиром курсантского взвода. В Томске, а затем и после возвращения училища в Днепропетровск Марченко успешно участвовал в подготовке офицерских кадров для фронта. В 1945 году он был снова направлен на фронт и День Победы встретил на 1-м Белорусском фронте, в городе Штраусберге, близ Берлина.

Ратный путь Анатолия Марченко отмечен наградами: орденами Отечественной войны II степени, Красной Звезды, медалями "За боевые заслуги", "За победу над Германией" и др.

После окончания войны, уволившись в запас, Марченко некоторое время работает ответственным секретарем районной газеты в поселке Докшукино (Кабардино-Балкария). Затем призывается в пограничные войска и служит на западной границе в городе Багратионовске Калининградской области. В этот период он был удостоен медали "За отличие в охране государственной границы СССР".

Литературная деятельность Анатолия Марченко началась в 1946 году, когда в областной газете "Днепровская правда" был напечатан его рассказ "Фейерверкер" - об участии Л. Н. Толстого в боях на Северном Кавказе. В 1958 году в Калининградском книжном издательстве вышла его первая повесть "Идущие дозорной тропой", переизданная Военным издательством. Затем выходят повести "Юность уходит в бой", "Смеющиеся глаза", "Как солнце дню", романы "Третьего не дано" (о Ф. Э. Дзержинском), "Звездочеты", "Возвращение", повести "Дальняя гроза", "Школьная фотография". Романы "Третьего не дано" и "Возвращение" издавались в "Роман-газете". А по романам "Третьего не дано" и "Звездочеты" были созданы телевизионные двухсерийные фильмы.

В 1959 году Марченко переводится в Москву, в Политическое управление Пограничных войск. Спустя год назначается заместителем главного редактора журнала "Пограничник". Здесь он прослужил 26 лет, из них 14 - в должности главного редактора в звании полковника.

В 1997 году в серии "Вожди" (издательство "Армада") издан его роман "Диктатор" - о И. В. Сталине и его эпохе, а в серии "Русские полководцы" - "Звезда Тухачевского". Ныне писатель продолжает работу над историческими произведениями.

Анатолий Марченко - лауреат литературных премий имени Александра Фадеева, Комитета государственной безопасности и Министерства обороны СССР. Он награжден орденом "За службу Родине в Вооруженных Силах СССР" III степени, медалью С. П. Королева.

Писателем-бойцом, приравнявшим свое перо к штыку, назвал Анатолия Марченко известный критик Борис Леонов.

"Как писатель Анатолий Марченко окреп на фронте... Даже война не смогла заглушить его подлинное призвание. Более того, она отточила его упорство, способности, сделала острее глаз и более чутким сердце. Она приучила, не страшась трудностей, идти к цели, добывать победу ценой большого труда, требующего устремленности, самоотверженности и мужества". Эти строки взяты из книги Семена Борзунова "Романтика героизма".

Сам же писатель-фронтовик Анатолий Марченко мог бы выразить свое жизненное кредо словами главного героя своей первой повести "Дозорной тропой": "Я думаю о дозорных тропах моей Родины. В сущности, это фронтовые тропы. ...И еще я думаю о том, что у каждого человека есть своя дозорная тропа. Полная опасности и тревог, но приносящая великую, ни с чем не сравнимую радость. Счастлив тот, кто всю жизнь идет по ней, идет гордо и весело, идет, не сворачивая на тихие тыловые тропинки. Счастлив тот, кто любит жизнь, как вечную песню борьбы и труда!"

Живет в Москве.