Алексей Фатьянов родился 5 марта 1919 года в деревне Малое Петрино, Владимирская область. Мальчик вырос в зажиточной и уважаемой семье. Дед по матери, Василий Васильевич Меньшов, работал в Вязниках на льнопрядильной фабрике Демидова, был специалистом-экспертом по льну и часто выезжал в Москву и за рубеж для заключения договоров на реализацию товаров. Дед по отцу, Николай Иванович Фатьянов, являлся владельцем иконописных мастерских.
До революции семья занималась купечеством и проживала в самом центре Вязников в двухэтажном каменном доме с колоннами, известным на всю губернию как «Торговый дом Фатьяновых в Вязниках». У Фатьяновых имелся даже свой театр и большая библиотека, которой пользовались вязниковцы. Дом семьи играл заметную роль в культурной жизни города. По праздникам там организовывались концерты и карнавалы для детей.
После революции дом у Фатьяновых отобрали, разместив в нем телефонную станцию. Семья переехала в Малое Петрино, где и появился на свет Алексей. В 1929 году власти раскулачили Фатьяновых и опять отобрали у них дом, к счастью, не сослав в Сибирь. Семье снова пришлось переехать, на этот раз в подмосковный поселок Лосиноостровский. Алексей стал учиться в музыкальной школе, посещать московские театры, художественные галереи и выставки.
Свои первые стихи Фатьянов написал в десять лет. Зачитывался произведениями Сергея Есенина и Александра Блока. Но самым главным своим «наставником» на «литературном поприще» считал Александра Пушкина. В 1934 году умерла мать Алексея и пятнадцатилетний подросток переехал к сестре Наталье на Ново-Басманную улицу в Москве.
В 1937 году Фатьянов окончил студию Алексея Дикого при театре Всесоюзного центрального совета профессиональных союзов и поступил в театральную школу имени Алексея Попова при Центральном театре Красной Армии, где сразу стал выступать на сцене. В театральных ролях проявились способности молодого актера к исполнению песен, абсолютный музыкальный слух и точная интонация обратили на себя внимание признанных мастеров этого жанра.
Фатьянов хорошо пел и играл на рояле, но особенно удавались ему стихи и программы концертов. На гастролях по Дальнему Востоку в Хабаровске познакомился и подружился с Евгением Долматовским, а в одном из спектаклей по пьесе Николая Погодина «Пядь серебряная» играл пограничника и пел песню Константина Листова на стихи Долматовского.
В 1940 году Фатьянов призвался в армию. Его зачислили в ансамбль песни и пляски Орловского военного округа режиссером-постановщиком концертных программ. В ансамбле молодой человек ярко проявил себя как популярный ведущий концертных программ и самобытный чтец. В эти же годы начинает много писать, публиковал свои первые очерки и стихи в Орловской областной молодежной газете, где стал ее постоянным корреспондентом.
В первый месяц Великой Отечественной войны при передислокации частей ансамбля оказался в авиационном гарнизоне под Брянском. Уже первые ее дни определили ратное место рядового Фатьянова. Помимо двух-трех ежедневных выступлений перед бойцами пишет стихи, песни, злободневные сатирические частушки и сценки. Фатьянов неоднократно обращается к командованию с просьбой отпустить его на фронт. Но во всех просьбах ему было отказано. При прорыве ансамбля из вражеского кольца Алексей Иванович получил первое ранение.
В 1943 году Алексей Фатьянов совершил ошибку перед руководством Краснознаменного ансамбля генерала Александра Александрова, за что был отправлен в штрафную роту 6-й танковой армии. Однако в одном из боев он проявил мужество, первым ворвавшись на своем танке в венгерский город Секешфехервар. За этот подвиг ему была вручена медаль «За отвагу».
С Алексеем Фатьяновым сотрудничали многие композиторы, но наиболее ценные песни созданы совместно с Василием Соловьевым-Седым. Их сотрудничество началось в парке «Тополя» города Чкалова, когда Фатьянов подошел к молодому композитору с будущими стихами для песен. Именно из этого творческого союза родилась одна из самых любимых и популярных песен Великой Отечественной войны — «Соловьи».
Совместно с Соловьевым-Седым Алексей Фатьянов написал более 80 песен, а на его стихи было создано более 200 композиций с участием различных композиторов. Многие из этих песен завоевали широкое признание среди народа.
После войны Фатьянов посвятил себя поэтическому творчеству. Большинство его стихов стали основой для знаменитых песен, таких как «На солнечной поляночке», «Где ж ты, мой сад», «Привет Москве». Он также написал музыку для фильмов, таких как «Дом в котором я живу», «Свадьба с приданым», «Весна на Заречной улице».
Фатьянов был не только поэтом, но и талантливым артистом, владевшим аккордеоном, фортепиано и обладавшим характерным певческим голосом. Его творческие концерты были очень популярны по всей стране.
В начале ноября 1959 года во время прогулки на речном трамвайчике по Москве-реке, Фатьянов почувствовал себя плохо. Хотя кардиографическое обследование не подтвердило инфаркт, к 10 ноября его состояние улучшилось. Тем не менее, 13 ноября 1959 года Алексей Иванович Фатьянов скоропостижно скончался в Москве от разрыва аневризмы аорты. Его похоронили на Ваганьковском кладбище столицы.
