Младший лётчик 168-го истребительного авиационного полка 45-й смешанной авиационной дивизии ВВС 18-й армии, ВВС Южного фронта, лейтенант. Родился 24 марта 1916 года в деревне Шайтанка (ныне посёлок Николо-Павловский Горноуральского городского округа Свердловской области) в крестьянской семье.
В Красной Армии с 1939 года. Окончил 1-ю Качинскую Краснознамённую военную авиационную школу пилотов имени А.Ф. Мясникова в 1940 году.
Участник Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Лейтенант Артамонов А.А. произвёл 37 боевых вылетов (большей частью на штурмовку наземных войск врага), в воздушных боях сбил в составе группы 1 вражеский самолёт.Младший лётчик 168-го истребительного авиационного полка (45-я смешанная авиационная дивизия, ВВС 18-й армии, ВВС Южного фронта), лейтенант Артамонов Алексей Алексеевич совершил выдающийся подвиг в ходе Тирасполь-Мелитопольской оборонительной операции. 30 июля 1941 года он находился на аэродроме у села Тарасовка в составе дежурного звена. В конце дня над аэродромом появился воздушный разведчик противника "Hs-126". Артамонов первым поднялся в воздух на его перехват. Увидев истребитель, фашистский лётчик увеличил скорость и повернул на запад. Через 5 минут Артамонов догнал его. Почуяв опасность, противник начал маневрировать. Воздушный стрелок открыл огонь по истребителю. Выбрав наиболее выгодное положение, Артамонов выпустил пулемётную очередь с короткой дистанции, которая прошила фюзеляж. "Хеншель" продолжал лететь. Артамонов вновь подошёл к разведчику на короткую дистанцию и открыл огонь, но после нескольких выстрелов очередь оборвалась. Тогда он направил свой истребитель на врага и таранил его. Удар пришёлся в фюзеляж. "Хеншель" загорелся и, разваливаясь, стал падать. При ударе Артамонов был тяжело ранен и не смог воспользоваться парашютом.
За образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 марта 1942 года лейтенанту Алексею Алексеевичу Артамонову присвоено посмертно звание Героя Советского Союза.