Анатолий Сергеевич Петрухин родился 28 апреля 1938 года в городе Карачев Брянской области. В десятилетнем возрасте Анатолий в результате взрыва гранаты потерял зрение. Учился в школах-интернатах для слепых детей в Одессе, Трубчевске (Брянская область), Болхове (Орловская область), среднюю школу закончил с золотой медалью.
В 1958 г. поступил на исторический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. После окончания университета в 1963 г. был направлен на работу в Шадринский государственный педагогический институт.
В 1965 г. А. С. Петрухин поступил в аспирантуру, по окончании которой защитил диссертацию в МГУ, став кандидатом исторических наук.
В сентябре 1969 г. Анатолий Сергеевич начал работать в должности старшего преподавателя в Орловском филиале Всесоюзного заочного машиностроительного института (ныне Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева). В этом учебном заведении ученый прошел путь от старшего преподавателя до доцента, а затем профессора кафедры социологии и политологии.
Им опубликовано свыше пятидесяти научных трудов. А. С. Петрухин является одним из авторов учебника «Политика и право» для общеобразовательных учебных заведений, написанного по заданию Министерства образования Российской Федерации. Этот учебник многократно переиздавался.
В 1996 г. ему было присвоено научное звание академика Международной педагогической академии.
В 2014 г. А. С. Петрухин стал организатором коллективного обращения в мэрию г. Орла о присвоении Орловской специальной библиотеке для слепых имени А. Г. Абашкина.
Анатолий Сергеевич Петрухин умер 26 сентября 2017 г. в Орле.