Родился 18 января 1959 года в Новосибирске.
В 1981 году окончил Новосибирский электротехнический институт (ныне Новосибирский государственный технический университет).
С 1982 года по 1984 год служил в рядах Советской Армии, командовал подразделением радиотехнических войск ПВО, был начальником командно-технического узла.
В 1984 году пришел на работу в НИИ измерительных приборов. Участвовал в создании комплекса противовоздушной обороны С-300.
В 1984 году вступил в ряды Коммунистической партии. Избирался секретарем комитета комсомола, был членом партийного комитета института.
В феврале 1993 года Анатолий Локоть избран членом бюро Новосибирского обкома КПРФ, с 1994 года — второй секретарь обкома КПРФ.
В декабре 1996 года избран депутатом Новосибирского областного Совета.
В декабре 2000 года избран депутатом городского Совета Новосибирска, был лидером фракции КПРФ в горсовете.
С 2003 года — депутат Государственной Думы РФ четвертого, пятого и шестого созывов. В Госдуме шестого созыва — заместитель председателя комиссии ГД по правовому обеспечению развития организаций оборонно-промышленного комплекса РФ, член комитета по федеративному устройству и вопросам местного самоуправления, член счетной комиссии. Заместитель руководителя фракции КПРФ.
Член Парламентского Собрания Союзного государства Белоруссии и России, председатель комиссии по социальной политике, науке, культуре и гуманитарным вопросам.
С февраля 2006 года — первый секретарь Новосибирского областного комитета КПРФ, член Центрального Комитета КПРФ.
Во время учебы в институте Анатолий Локоть был комиссаром оперативного комсомольского отряда дружинников. За личное мужество при задержании опасных преступников отмечен наградами ЦК ВЛКСМ и УВД.
В 2014 году выиграл выборы на пост мэра города Новосибирска. В 2019 году был избран мэром повторно.
Перед выборами в 2019 году Анатолия Локотя обвинили в использовании служебного положения и незаконной агитации. Однако суд не усмотрел нарушений и отказал истцу в удовлетворении иска о снятии Локотя с выборов.
В мае 2023 года мэр Новосибирска выступил в суде по делу о клевете на депутата Госдумы, по которому обвинялся заммэра. Глава города рассказал, что не давал своему подчиненному поручений публиковать какие-либо порочащие сведения.
Женат, двое детей.
Возможно выдвижение в кандидаты на выборах Президента Российской Федерации в 2024 году.