Родился 25 февраля 1949 года.
На ликвидацию последствий аварии на Чернобыльской АЭС был призван и направлен в 1988 году Курагинским РВК.
Принимал участие на ЛПК на ЧАЭС с 26 апреля по 03 октября 1988 года в составе в/ч 41173. Работал в качестве водителя. Занимался доставкой личного состава на ликвидацию аварии на территорию станции АЭС.
Получил дозу облучения 5 рентген, инвалид III группы.
За умелые и самоотверженные действия, проявленные при ЛПК на ЧАЭС Сергеев Анатолий Илларионович награжден грамотами от командования в/ч 41173.