В Красной Армии с декабря 1933г.

В мае 1942г. назначен начальником связи 72 района авиационного базирования.

Обеспечивал бесперебойную связь на аэродромной сети района и между базировавшимися на ней частями 1 штурмового авиакорпуса.

Приказом от 19 февраля 1943г. капитан Иванов был награжден медалью «За боевые заслуги».

В 1943г. принят в ряды ВКП(б).

В августе 1944г. был назначен начальником связи 12 бомбардировочного авиаполка. Командир полка майор Герасимов Николай Константинович.

Полк имел на вооружении самолеты Ту-2, вел боевую работу на 1 Прибалтийском фронте.

В ноябре 1944г. командиром полка был назначен гвардии майор Кожевников Ванифатий Алексеевич.

Полк базировался на аэродроме Высоке Мазовецк (в 50км. юго-западнее Белостока).

В январе-феврале 1945г. полк боевой работы не вел.

В начале марта перебазировался на аэродром Гросс Шиманен (в 8км. южнее Ортельсбург).

Весной 1945г. экипажи полка наносили удары по объектам противника в Кенигсберге, в портах Пиллау и Розенберг, по укреплениям в районе Хайлигенбайль и Данцига.

Майор Иванов совершил 5 боевых вылетов в качестве стрелка-радиста.

С 16 апреля полк участвовал в Берлинской операции. Бомбардировал Берлин. 

07 мая Анатолий Сергеевич был представлен к ордену Красной Звезды, приказом от 10 мая 1945г. награжден орденом Отечественной войны II степени.

В июне полк в составе дивизии перебазировался на один из подмосковных аэродромов. Участвовал в подготовке к воздушной части Парада Победы. Из-за плохой погоды воздушная часть была отменена.

В июле дивизия перелетела в Монголию.

Участвовала в Советско-японской войне. Бомбардировала станции Ванемяо и Солунь, выполнял разведывательные полеты.

Дни боевой работы полка: 09, 10, 11 августа. 12 августа 10 экипажей вернулись, не выполнив задания, из-за грозового фронта в районе цели. 

15 августа полк завершил боевую работу. В начале сентября перебазировался на Сахалин.

Анатолий Сергеевич был награжден медалями «За взятие Кенигсберга», «За взятие Берлина», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.», «За победу над Японией».

За долголетнюю и безупречную службу в 1944г. был награжден медалью «За боевые заслуги», в 1948г.- орденом Красной Звезды, в 1954г.- орденом Красного Знамени.

Подполковник Иванов был уволен в запас 25 апреля 1959г.