Будущий актёр появился на свет 6 ноября 1946 года в Нижнем Тагиле, где его отец-чиновник занимал высокую должность. Мать Толи была домохозяйкой, вела быт, но именно она с ранних лет привила сыну любовь к музыке и театру.
Отец творческих увлечений не разделял — когда наследник собрался поступать в театральный, то глава семейства был категорически против и направил сына в машиностроительный техникум. Анатолию хватило двух лет, чтобы убедиться — он мечтает только о сцене.
Юноша набрался смелости и решил штурмовать Школу-студию МХАТ. Ему посчастливилось попасть на курс Василия Маркова, где учились многие будущие звёзды. Получив диплом, Анатолий пополнил труппу Театра Сатиры, где задержался на четыре года.
Затем актёра пригласили в Театр Советской Армии — этой сцене он отдал двенадцать лет. А настоящим вторым домом для Васильева стал Театр Моссовета — здесь он служит уже почти тридцать лет и продолжает радовать поклонников новыми спектаклями.
Дебют Анатолия Васильева в кино состоялся, когда актёру было уже за тридцать — Сергей Бондарчук утвердил его на роль Дымова в экранизации чеховской «Степи». Следом актёру досталась главная роль в драме «Близкая даль» — он сыграл балагура Сергея Букреева.
Настоящим прорывом в карьере Васильева стала картина «Экипаж» — вся страна сопереживала личной драме второго пилота Ненарокова.
Сегодня на счету Анатолия Васильева уже больше 70 картин, среди которых — «Чрезвычайные обстоятельства», «Корпус генерала Шубникова», «Любимая женщина механика Гаврилова», «Надежда и опора», «Дамское танго», «Грубая посадка», «Оглашению не подлежит», «Ваши пальцы пахнут ладаном» и многие другие.
В новом тысячелетии Васильев пережил очередной взлёт, когда на экраны вышел комедийный сериал «Сваты». Профессор Ковалёв в исполнении актёра полюбился зрителям, его фразы разошлись на цитаты. Большим разочарованием для всех поклонников сериала стала новость о том, что после четырёх сезонов Анатолий Васильев покидает проект.
Оказалось, что актёр повздорил со своим экранным напарником Фёдором Добронравовым. Васильеву не нравилось, что в кадре Иван Будько постоянно издевается над профессором, унижает и оскорбляет его, а юмор самого Добронравова актёр называл грубым и примитивным.
После этого Васильев сыграл главную роль в сериале «Семейный детектив» и появился ещё в нескольких картинах, а затем на долгих шесть лет пропал с экранов. Актёр перенёс инфаркт и долго восстанавливался, чтобы снова радовать зрителей.
Его возвращение состоялось в 2020 году — Васильев появился в образе вице-адмирала Григория Чернобаевского в сериале «Андреевский флаг». Последний на сегодняшний день проект с участием актёра вышел в 2021 году — он сыграл в медицинской драме «Красная зона».
Сейчас Анатолий Васильев занят на съёмках новой картины — актёр снимается в драме «Чудотворная» про семейство староверов Шлыковых.
На пути к личному счастью Анатолию Васильеву пришлось пережить немало ударов. В студенческие годы статный голубоглазый актёр слыл первым парнем училища, но сам он был увлечён однокурсницей Екатериной Градовой.
Среди многих поклонниц Толи оказалась Таня Ицыкович — на долговязую, нескладную скромницу тогда никто не обращал внимания, но Таня была так очарована Анатолием, что твёрдо решила — она его завоюет во что бы то ни стало. Так и вышло — Васильев разглядел в девушке талант и не смог отказать, когда та предложила расписаться.
В браке Татьяна взяла фамилию мужа и не расстаётся с ней до сих пор. Спустя восемь лет совместной жизни на свет появился сын Филипп — супруги были счастливы, Анатолий пытался всё свободное время проводить с сыном, научил его читать.
Тем не менее, отношения в их семье были далеки от идеала. Васильев часто пропадал на съёмках, а Татьяне не хватало внимания и заботы. Постепенно до мужа стали доходить слухи о романах жены на стороне, а последней каплей стало признание актрисы — она забирает сына и уходит к актёру Георгию Мартиросяну.
Расставание получилось драматичным, бывшие супруги разорвали все связи. Васильев не виделся с сыном, а однажды Филипп даже собрал все отцовские подарки и игрушки и отнёс их в театр, попросив вахтёра передать, что Васильев ему больше не отец. Лишь спустя пятнадцать лет по совету будущей жены Филипп сумел восстановить контакт с отцом.
А вот с Татьяной Васильевой отношения так и не наладились. Вместе с сыном экс-супруги были заняты на сцене в совместной постановке «Розыгрыш», где тоже играли семью, но за кулисами общение не продолжилось.
Долгожданное счастье Анатлой Васильев обрёл лишь спустя восемь лет после развода. Работница телевидения Вера сумела стать для актёра верной спутницей на всю оставшуюся жизнь. Вторая супруга подарила актёру дочь Варвару.
Наследница ведёт непубличный образ жизни — по некоторым данным она работает на телевидении, как и её мама, и много путешествует вместе с мужем.
Сегодня Анатолий Васильев — счастливый дедушка троих внуков. Его старший сын Филипп Васильев сначала окончил юридический факультет, но затем продолжил семейное дело и стал актёром.
В первом браке с актрисой Анастасией Бегуновой у Филиппа родились сыновья Иван и Григорий, а вторая супруга — актриса Мария Болонкина — порадовала дочкой Миррой.
