1968—1972 — учёба в Витебском ветеринарном институте («Витебская государственная академия ветеринарной медицины»).
1972—1987 — ветеринарный врач, младший научный сотрудник, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией Всесоюзного научно-исследовательского ящурного института Министерства сельского хозяйства СССР.
1988—1992 директор Научно-исследовательского сельскохозяйственного института Министерства сельского хозяйства СССР, Главагробиопрома СССР (пгт Гвардейский, Джамбулская область).
В 1991 году присвоена степень «Доктор ветеринарных наук» .
1992—2003 — директор Всероссийского «Научно исследовательского института защиты животных» (Владимирская область). Гусев А. А. возглавил институт в критическое время после распада СССР. Во многом благодаря его профессиональным и организаторским способностям удалось сохранить научное учреждение и успешно осуществлять нужную деятельность, выделять средства на расширение и реконструкцию производства, а также стимулировать труд сотрудников, гарантировать социальную поддержку сотрудников и их семей, пенсионеров и ветеранов.
В 1994 году присвоено звание «Профессор».
1997 год — член-корреспондент РАСХН.
2005—2007 — заместитель директора по науке и инновационной работе Республиканского унитарного предприятия «Институт экспериментальной ветеринарии им. С. Н. Вышелесского».
2007-по настоящее время — директор Республиканского унитарного предприятия «Институт экспериментальной ветеринарии им. С. Н. Вышелесского».
Анатолий Алексеевич Гусев участвовал в создании более 20 вакцин против болезней животных и птицы, в изучении противоящурного иммунитета животных. Имеет 4 медали ВДНХ. Опубликовал более 250 научных трудов, в том числе более 30 работ — за рубежом. Имеет 5 авторских свидетельств на изобретения.