Священномученик Анатолий родился в конце XIX века. Он был сыном служащего из города Ковеля на Волыни. Отучившись в семинарии, он поступил в Киевскую духовную академию. Будучи еще студентом, он принял постриг и был рукоположен в священный сан. Через пять лет он закончил учебу с отличием и получил степень магистра богословия. Святой Анатолий обладал необычайной эрудицией и специализировался на истории сирийского монашества до арабского завоевания.
В 1911 году он был возведен в сан архимандрита и назначен инспектором Московской духовной академии. Затем его рукоположили в епископа Чистопольского, викария Казанской епархии, и поставили ректором Казанской духовной академии. После революции 1917 года святитель Анатолий с большим трудом сумел отсрочить закрытие этого заведения, превратив его в частный институт. За это в 1921 году он был арестован и осужден на год принудительных работ. После освобождения священномученик Анатолий взошел на Самарскую кафедру, но в 1923 году его вновь арестовали по клеветническому доносу.
По освобождении святой был возведен в сан архиепископа, в третий раз арестован за «антисоветскую деятельность» и сослан в Красноводск в Туркмении. В заключении святой Анатолий продолжал научную деятельность и вел переписку с коллегами и прихожанами. После серьезной болезни и операции его перевели в Москву без права выезда (1927).
Святой Анатолий подписал декларацию митрополита Сергия, заместителя Патриаршего местоблюстителя, о лояльности Церкви по отношению к советской власти и был назначен Одесским епископом и членом Священного Синода (1928). Эта должность и тот большой духовный авторитет, которым пользовался святой Анатолий, позволили ему много сделать для разрешения противоречий и преодоления расколов, сотрясавших Церковь в то время испытаний.
Святитель Анатолий занимал некоторое время и Харьковскую кафедру. В 1936 году он был снова арестован и заключен в киевскую тюрьму, где с ним очень жестоко обращались. В этих условиях у него обострились болезни, и он лишился возможности ходить. Несмотря на это, в конце года его перевели в Москву и 27 января 1937 года приговорили к пяти годам принудительных работ за контрреволюционную деятельность.
Оказавшись в Ухто-Печорском концентрационном лагере на севере России, священномученик Анатолий вскоре потерял зрение. 23 января 1938 года после многих месяцев страданий он отошел ко Господу, скончавшись от отека легкого.