Окончил Горьковский педагогический институт. Заведовал литературной частью Горьковского ТЮЗа. Одновременно начал выступать как театральный критик и историк театра.

В 1975 году был приглашен в Москву заведующим литературной частью Центрального театра Советской Армии. С 1980 года в работает в Художественном театре, был руководителем литературного отдела; с 1987 года — в МХТ им. Чехова, где стал заместителем художественного руководителя.

С 1987 года Анатолий Смелянский был проректором Школы-студии МХАТ по научной работе; с 2000 года является её ректором.

Анатолий Смелянский — автор многочисленных книг и статей о русском театре. Среди них — «Наши собеседники», «Я понять тебя хочу», «Порядок слов», «Олег Ефремов. О театре и о себе», «Предлагаемые обстоятельства», «Уходящая натура», «The Russian Theatre after Stalin» (Cambridge University Press).

Перу Смелянского принадлежат более 400 журнальных и газетных статей. В 2003 году вышел двухтомник избранных работ Смелянского: первый том — «Междометия времени», второй том — «Уходящая натура»; является также главным редактором нового собрания сочинений Станиславского в 9 томах. Под его редактурой вышли двухтомник «Московский Художественный театр. 100 лет» и ряд других книг, выпущенных издательством «Московский Художественный театр», которое А. Смелянский основал и возглавляет с середины 90-х годов.

Анатолий Смелянский ведет обширную педагогическую деятельность в России и за рубежом. Преподавал в десятках стран и университетов мира, в том числе Гарвардском, Йельском, Сорбонне, Оксфорде и т. д. С начала 90-х преподает историю театра в Летней Школе Станиславского в США, а также руководит совместной аспирантской программой, созданной Школой-студией МХАТ и Американским репертуарным театром при Гарвардском университете.