Советский актер. Родился в городе Богородск Горьковского края (ныне Нижегородская область). Настоящее имя Анатолия — Отто. Отец назвал его так в честь руководителя экспедиции челюскинцев Отто Шмидта, за спасением которых в год рождения будущего актера следила вся страна. С 1955 года (после окончания школы) трижды безуспешно пытался поступить в ГИТИС. После этих неудач с первого же раза поступил в студию при Свердловском драматическом театре.
Анатолий Солоницын дебютировал в кино в 1963 году в первой картине Глеба Панфилова «Дело Курта Клаузевица». Однако известность пришла к актеру уже после второй его роли — Андрея Рублева в одноименном фильме Андрея Тарковского.
В 1981 году Анатолию Солоницыну было присвоено звание заслуженного артиста РСФСР. В этом же году он стал обладателем «Серебряного медведя» Берлинского кинофестиваля в номинации «Лучший актер» за роль в картине «Двадцать шесть дней из жизни Достоевского».
