Родился 3 декабря 1903 года.
Организатор секции волейбола Ленинграда.
Баскетболист и легкоатлет 1920-х годов.
Участник первого пробега Слуцк (Павловск) — Петроград в 1923-м на призы "Вечерней Красной газеты" (позднее — "Вечерний Ленинград" и "Вечерний Петербург"). Неоднократный чемпион города по легкой атлетике.
Участник Всесоюзной спартакиады (1928) по баскетболу в составе сборной Ленинграда (был капитаном команды).
Судья всесоюзной категории по баскетболу. Неоднократный чемпион Ленинграда по баскетболу.
В 1930-е годы стал инициатором организации в Ленинграде волейбольных и баскетбольных команд с приглашением лучших игроков из других городов.
Так ленинградский волейбольный клуб "Спартак" своими первыми успехами обязан именно Анатолию Николаевичу Дмитриеву, который возглавил в 1932 году городскую секцию волейбола. Вначале Дмитриев инициировал переезд в Ленинград сильнейших игроков страны, включая харьковчанин Таисии и Алексея Барышниковых, А.Русанова и С.Великого из Днепропетровска, Б.Арефьева из Москвы, и др. А когда в СССР создавались спортивные общества, а впоследствии - клубы, Дмитриев выступил одним из главных инициаторов создания в ленинградском отделении общества "Спартак" волейбольной команды.
В 1932–1959 годах возглавлял городскую секцию (федерацию) волейбола.
Участник Великой Отечественной войны.
Работал тренером, организатором в ДСО "Спартак", позднее — в совете ветеранов этого общества.
