Алексей Тимофеевич Пенягин родился 25 февраля (9 марта по новому стилю) 1912 года в деревне Лизуновка Козловского уезда (ныне Сосновского района Тамбовской области) в семье Тимофея Егоровича и Марии Лукьяновны. 

22 июня 1941 года он был призван Краснополянским РВК города Москвы. 

Служил сперва орудийным номером 3-й батареи 237-го отдельного зенитного артиллерийского дивизиона малого калибра ПВО. В 1944 году был награждён медалью "За оборону Москвы".

В 1945 году служил в 95-й стрелковой дивизии в должности артмастера батарей. Старший сержант Алексей Тимофеевич Пенягин был убит 18 апреля 1945 года. Похоронен в д. Пульверкруг германской провинции Брандербург (позднее Польша, Зеленогурское воеводство, пов. Жепинский).