Академик АН СССР (1943), генерал-лейтенант артиллерии, дважды Герой Социалистического Труда (1964, 1974), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1940).
В 1916 году окончил 4 курса Петроградского политехнического института, в том же году ускоренный курс Михайловского артиллерийского училища, в 1924 году Высшую артиллерийскую школу комсостава и в 1929 году — Военно-техническую академию.
С 1916 года на военной службе, с 1918 года — в Красной Армии. Участник Первой мировой войны и Гражданской войны в России. После окончания войны служил в артиллерийских частях. С 1929 года — на преподавательской работе в Военно-технической академии, с 1932 — в Артиллерийской академии имени Ф. Э. Дзержинского (преподаватель, начальник факультета стрелкового вооружения, и. о. начальника Академии, заместитель начальника Академии по научной работе).
В 1946 году — заместитель Министра высшего образования СССР. В 1946—1950 — президент, в 1950—1953 — вице-президент Академии артиллерийских наук. С 1953 — в отставке.
С 1953 директор Института машиноведения АН СССР. В 1957—1963 академик-секретарь Отделения технических наук АН СССР. В конце 1940-х — начале 1950-х гг. вёл научно-организационную работу по исследованию верхних слоев атмосферы при помощи ракет; с 1963 председатель Комиссии по исследованию и использованию космического пространства АН СССР. В 1959 вице-президент Комитета по космическим исследованиям при Международном совете научных союзов (КОСПАР). Действительный член Международной академии астронавтики.
Являлся организатором и создателем научных Чтений памяти К. Э. Циолковского, которые начались в год смерти С. П. Королёва. Долгое время возглавлял чтения, при А. А. Благонравове чтения стали ежегодными.
Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.