Родился 20 сентября 1931 года в деревне Аргуново Вологодского района Северного края в простой крестьянской семье. В 1950 году призван в Советскую Армию. Окончил Киевское училище самоходной артиллерии в 1953 году. С 1953 года командовал последовательно танковыми взводом, ротой, батальоном. 

В 1961 году окончил Военную академию бронетанковых войск. С 1966 года был старшим офицером оперативного отдела штаба армии. С 1968 года — заместитель командира танкового полка. С декабря 1969 года — заместитель командира танковой дивизии.

В 1972 году окончил Военную академию Генерального штаба. В последующем окончил Высшие академические курсы при ней в 1980 году. По окончании академии с августа 1972 года командовал танковой дивизией. С сентября 1975 года — начальник штаба,
а с февраля 1978 года — командующий 8-й гвардейской общевойсковой армией в составе Группы советских войск в Германии.

С июля 1981 года — начальник штаба — заместитель командующего войсками Одесского военного округа.

С января 1984 года — командующий войсками Прибалтийского военного округа.

С февраля 1987 года — командующий войсками Забайкальского военного округа.

С сентября 1988 года — первый заместитель Главнокомандующего Сухопутными войсками. Воинское звание генерал армии присвоено указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 ноября 1988 года.

Депутат Совета Союза Верховного Совета СССР 11 созыва (1984—1989 годы)
от Латвийской ССР.

В апреле 1992 года освобождён от занимаемой должности и уволен в отставку. После создания в 2008 году Службы генеральных инспекторов Министерства обороны Российской Федерации являлся генеральным инспектором Службы до последних дней жизни.

Анатолий Владимирович Бетехтин скончался 27 октября 2012 года в Москве. Похоронен 31 октября 2012 года на Троекуровском кладбище.