Родился 22 марта 1926 г. в с. Ижевское Спасского у. Рязанской губ. (ныне Спасский р-н) в семье рабочего. В 1941 г. окончил Ижевскую неполную среднюю школу. Трудился электромонтером в Ижевской конторе связи.

В Красную Армию призван Ижевским РВК 15 ноября 1943 г. После обучения, в мае 1944 г. был зачислен наводчиком артиллерийского расчета 45-мм пушек 738-го стр. полка (134-я стр. дивизия, 69-я армия, 1-й Белорусский фронт). В составе этого воинского подразделения участвовал в операции «Багратион» по освобождению территории Белоруссии, начавшейся 24 июня 1944 г.

Из воспоминаний: «Когда форсировали р. [Западный] Буг, потери были большие с обеих сторон. Советские войска прорвали оборону. Наш боевой расчет сопровождал наступающие войска. В боях артиллерийский расчет понес большие потери. От расчета осталось 3 человека. Противник ожесточенно сопротивлялся». В июле 1944 г. в боях под г. Хелм (Польша) был легко ранен, остался в строю.

Продолжая наступление в ходе Люблин-Брестской операции 18 июля - 2 августа 1944 г., 69-я армия наносила удар южнее г. Бреста (Белоруссия) в направлении на г. Люблин (Польша). Войска армии с 29 июля по 1 августа форсировали р. Вислу на фронте шириной около 25 км, захватили и удерживали Пулавский плацдарм на ее левом берегу в районе г. Пулавы (Польща). Ефрейтор Петров с расчетом под вражеским огнем форсировал р. Вислу в районе населенного пункта Застув-Поляновски. В бою на левом берегу реки участвовал в отражении 7 контратак противника. 3 августа 1944 г. при овладении населенным пунктом Рудки (9 км западнее г. Казимеж) уничтожил пулемет и более 10 гитлеровцев. 19 августа 1944 г. награжден орденом Славы 3-й степ. Ему присвоили звание мл. сержанта и назначили командиром орудия. Член ВКП(б) с декабря 1944 г.

14 января 1945 г. Петров в составе расчета при прорыве обороны противника в районе населенного пункта Коханув (7 км юго-западнее г. Пулавы), действуя в боевых порядках стрелковых подразделений, поддерживал их наступление. В бою артиллерийским огнем подавил две огневые точки, истребил большое количество солдат противника. 16 января 1945 г. при отражении контратаки противника у населенного пункта Александрувка (15 км западнее г. Пулавы) из личного оружия поразил несколько солдат неприятеля. 17 февраля 1945 г. награжден орденом Славы 2-й степ.

В апреле 1945 г. 738-й стр. полк, в котором воевал ст. сержант Петров, сражался в пригородах Берлина. Орудие Петрова в составе штурмовой группы вело огонь по опорным пунктам и узлам сопротивления гитлеровцев. 18 апреля 1945 г. в бою на левом берегу р. Одер (7 км северо-западее населенного пункта Лебус, Германия) расчет орудия прямой наводкой вывел из строя свыше отделения пехоты противника, 20 апреля в том же районе подавил 4 огневые точки врага. Со своей частью Петров дошел до Эльбы, где произошла встреча советских и американских войск. В одном полку с Алексеем Ильичем воевал уроженец с. Дегтяное Спасского р-на полный кавалер ордена Славы Александр Павлович Зайцев.

15 мая 1946 г. Петров награжден орденом Славы 1-й степ.

После войны служил старшиной батареи артиллерийского дивизиона в г. Анадырь (Чукотка). В 1950 г. старшина запаса Петров вернулся в родное село. Учился в с. Столпцы Старожиловского р-на, получил профессию ветеринарного фельдшера. Два года работал в этой должности в колхозе с. Зыкеево Спасского р-на, затем – в ветлечебнице, на Ижевской станции искусственного осеменения, электролитчиком Ижевского молочно-консервного комбината Спасского р-на.

Участник Всесоюзной встречи полных кавалеров ордена Славы в апреле 1970 г. в Москве. Участвовал в Параде Победы на Красной площади в Москве 9 мая 1985 г.

Награжден орденами Отечественной войны 1-й степ., Октябрьской Революции, медалями «За освобождение Варшавы», «За взятие Берлина», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945гг.», «20 лет победы в Великой Отечественной войне 1941-1945гг.».

Умер 15 мая 1997 г.

В июне 2007 г. портрет Петрова пополнил аллею Славы г. Спасск-Рязанский.