Родился 12 марта 1922 г. в с. Вязовка ныне Инзинского р-на Ульяновской обл. в семье крестьянина. Окончил 8 классов. Работал токарем в пос. Южноморской Приморского края.

3 июля 1941 г. призван в Красную Армию. На фронтах Великой Отечественной войны - с октября 1941 г., воевал на Западном фронте в составе 309-го отдельного бронетанк. батальона. Принимал участие в битве под Москвой. В январе 1942 г., выписавшись из госпиталя после ранения, был направлен на курсы мл. лейтенантов при 33-й армии, после окончания которых назначен на должность командира взвода. Позже служил командиром противотанк. истребительной роты 84-й гв. стр. дивизии. В мае 1944 г. после госпиталя был откомандирован в действующую армию на должность командира стр. роты.

Командир роты 12-го гв. стр. полка (5-я гв. стр. дивизия, 11-я гв. армия, 3-й Белорусский фронт) гв. капитан Ларионов участвовал в Белорусской наступательной операции (кодовое наименование "Багратион"). Особенно отличился при форсировании р. Неман и удержании плацдарма на противоположном берегу. На рассвете 14 июля 1944 г. группа бойцов вплавь преодолела р. Неман севернее населенного пункта Меречь (Мяркине, Варенский р-н Литовской ССР). Важный плацдарм был захвачен, контратаки противника отражены, переправа для дальнейшего наступления главных сил полка была обеспечена.

В декабре 1944 г. был направлен на КУКС.

Звание Героя Советского Союза присвоено 24 марта 1945 г.

Войну закончил в составе отдельного разведывательного танк. батальона. В ходе боевых операций был 6 раз ранен, после госпиталя возвращался в строй. В июне 1945 г. направлен на должность заместителя командира батальона по строевой части 17-й учебной дивизии. С 1946 г. подполковник Ларионов - в отставке. Работал в органах внутренних дел, в Рязанском управлении КГБ ст. оперуполномоченным.

С 1962 г. до 1968 г. был начальником военизированной охраны на РКБ «Глобус». С 1968 по 1982 гг. Алексей Алексеевич работал заместителем начальника производства Рязанского областного объединения «Рембыттехника».

Умер 1 декабря 2014 года. Похоронен на Скорбященском кладбище Рязани.

Награжден орденами Ленина, Отечественной войны 1-й степ., медалями.

На фасаде дома № 15 по улице Горького, где жил Герой, и на здании АО «РКБ «Глобус» установлены мемориальные доски Герою Советского Союза Алексею Алексеевичу Ларионову.