Родился в Богородске (Ногинске). С 1919 года работал в лаборатории завода «Электросталь». В 1929 г. окончил химический факультет МВТУ им. Баумана, ученик профессора В. В. Шарвина. Дипломная работа — по технологии органических красителей.
В 1925—1932 лаборант, ассистент, научный сотрудник Центральной лаборатории Анилтреста (с 1931 НИОПИК). В 1930 году поступил в аспирантуру в МВТУ им. Баумана, научные руководители — академик А. Е. Чичибабин и профессор О. А. Зайде.
Жена — Анна Николаевна Барышникова (1912—1999), химик.
Научная деятельность
А. И. Титов занимался исследованиями в области производных нафталина, гетероциклических соединений, реакций гидролиза аминов, ацилирования, нитрования предельных, ароматических и ненасыщенных углеводородов, сопряженных реакций присоединения галоидов к олефинам, фтор-, мышьяк- и некоторых других элементоорганических соединений. Выполнил ряд работ для оборонной промышленности.
Автор двух учебников по курсу органической химии и нескольких методических пособий.
Награды
Сталинская премия 1-й степени (1950) — за научные исследования по нитрованию углеводородов и их производных, опубликованных в журналах: «Доклады Академии наук СССР» и «Журнал общей химии» (1946—1949);