Анатолий Александрович Смирнов родился 24 октября 1894 г. в городе Руза Московской губернии в семье присяжного поверенного. Он рано потерял мать и воспитывался в семье тетки. После окончания в 1912 г. Варшавской гимназии А. А. Смирнов поступил на историко-филологический факультет Московского государственного университета. В том же году при университете был основан Институт психологии, директором которого стал Г.И. Челпанов. Под его влиянием А.А. Смирнов заинтересовался психологией, занимался изучением детерминантного и ассоциативного течения представлений. В мае 1916 г. А.А. Смирнов окончил университет с дипломом первой степени, а в июле женился на Марии Федоровне Капустинской. В том же году он был призван в армию, а по возвращении работал в культурно-просветительском отделе Московского совета рабочих депутатов. В июле 1919 г. он был призван в Красную армию, где прослужил до августа 1921 г. Служба проходила в Москве, и он имел возможность продолжать научную деятельность. В сентябре 1920 г. он стал ассистентом Психологического института, а с января 1922-го - научным сотрудником первого разряда. В период с 1921 по 1924 г. Смирнов также работал преподавателем психологии в Академии социального воспитания. В это время он продолжал подробное изучение психологической сущности представлений. В ноябре 1923 г. Г.И. Челпанова отстранили от руководства институтом, вместе с ним ушли и некоторые его ученики, среди которых был и А.А. Смирнов.

С 1924 г. он работал в Институте методов внешкольной работы, а в январе 1931 г. стал профессором Института высшей школы. Основные работы этого времени были посвящены проблемам педагогики и педологии. В книге «Психология ребенка и подростка», вышедшей в 1926 г., А.А. Смирнов суммировал результаты исследований, проводимых ранее многими другими учеными, а также привел наблюдения за собственными детьми. Он использует эволюционно-генетический подход к изучению проблем педагогики, считая ребенка существом, непрерывно развивающимся. По его мнению, каждая особенность личности и поведения ребенка должна быть рассмотрена в связи с другими его характерными чертами, свойственными ребенку данного возраста.

Он считал, что в зависимости от возраста одна и та же черта характера ребенка может иметь разные психологические корни. Помимо этого, Анатолий Александрович рассмотрел в своей работе различные возрастные периоды развития личности ребенка, закономерности психического и физического развития, свойственные различным периодам, факторы этого развития, особенности формирования познавательных процессов, важность игры и труда в развитии ребенка, значение детского рисунка для познания его внутреннего мира и некоторые другие проблемы.

В 1927 г. вышла другая его книга – «Введение в педологию в связи с учением о поведении человека». Педологию А.А. Смирнов понимал как специальную науку, изучающую ребенка как целостный психофизический организм. В книге, предназначенной для учителей, были рассмотрены основные цели и задачи педологии, периоды развития ребенка и основные факторы этого развития. А.А. Смирнов начал разрабатывал еще одно направление психологии - профессиональную психологию. В 1927 г. он издал свою книгу «Психология профессий». Эта работа была посвящена поиску и подробному рассмотрению путей научной организации выбора профессии. Изучив такие методы, как профориентация, профконсультация, профотбор, он обратил внимание на основные методы разработки профессиографии. В 1933 г. он вновь возвратился в Институт психологии, где включился в коллективную работу по изучению зрительных ощущений и восприятий. Эти исследования со временем подтолкнули его к разработке проблем памяти.

Смирнов сумел найти свой предмет исследования.

Основной темой теоретических и экспериментальных разработок ученого стала психология запоминания, в своих работах он привел детальную характеристику произвольного и непроизвольного запоминания, проанализировал взаимовлияние понимания и запоминания, определил значение и функции повторения, а также выделил некоторые особенности процесса повторения.

В 1940-е гг. А.А. Смирнов занимался подробнейшей разработкой проблем осмысленного запоминания.

В первую очередь он рассмотрел процессы мышления, играющие, по его мнению, главную роль при осмысленном запоминании. Целью ученого при этом было не просто понятие сути изучаемых процессов, но и поиск путей руководства их развитием. Особенностью метода А.А. Смирнова было то, что он в своем исследовании продвигался от высших форм к более простым.

В начале 1970-х гг. А.А. Смирнов предпринял попытку создать фундаментальный многотомный труд «Основы психологии». В результате в 1974 г. под его редакцией вышел первый том «Развитие и современное состояние зарубежной психологии», написанный М.Г. Ярошевским и М.И. Анциферовой. Через год вышел и второй том, созданный самим А.А. Смирновым и посвященный развитию отечественной психологической науки.

Впоследствии были выпущены еще два тома, один в 1978 г., а другой - уже после смерти ученого, последовавшей 24 мая 1980 г.

Теории, разрабатываемые А. А. Смирновым на протяжении всей его жизни, являются значительным вкладом в русскую психологию, несмотря на то что некоторые из них были незаслуженно забыты.