Выступал за ХК ЦСКА (Москва), «Молот-Прикамье» (Пермь), «Неман» (Гродно, Беларусь), «Нефтяник» (Альметьевск), «Энергия» (Кемерово), «Автомобилис» (Екатеринбург), «Казахмыс» (Караганда, Казахстан), «Торос» (Нефтекамск), «Алматы» (Алма-Ата, Казахстан), «Звезда-ВДВ» (Дмитров), «Буран» (Воронеж), «Сокол» (Красноярск).  

За игровую карьеру трижды становился чемпионом Высшей хоккейной лиги (2004 — «Молот-Прикамье», 2012 и 2013 — «Торос»).  Также в 2010 и 2014 году становился серебряным, а в 2011 году бронзовым призером ВХЛ в составе «Тороса», в котором был многолетним капитаном команды. В сезоне 2007/2008 выиграл бронзу ВХЛ в составе «Казахмыса». 

По завершении карьеры в красноярском «Соколе» в 2017 году, перешел на тренерскую работу, став помощником Александра Титова. Отработав 2 сезона в «Соколе» тренерский штаб перешел в тольяттинскую «Ладу», после чего Анатолий Александрович вернулся в Красноярск, где стал главным тренером  фарм-клуба «Сокола» — «Красноярских Рысей», на тот момент выступавших в Первенстве ВХЛ. 

В свой первый сезон на посту главного тренера Анатолий Александрович выигрывает Кубок Регионов и получает награду лучшего тренера Первенства ВХЛ. Дальше в карьере специалиста был переход в Молодежную хоккейную лигу, где по одному сезону возглавлял «Амурских Тигров» из Хабаровска, а затем столичные «Крылья Советов». Сезон 2024/2025 Анатолий Александрович работал во Всероссийской хоккейной лиге, где начинал в «Торосе», далее перешел в московский «Юнисон», а завершал в ХК «Тамбов». 

 С 1 мая 2025 года Анатолий Александрович Степанов главный тренер «Сахалинских Акул».