Алексей Алексеевич Ларионов родился в деревне Вязовка Ульяновской области.
После окончания восьми классов школы переехал в посёлок Южно-Морской (ныне — в черте города Находка Приморского края), где работал токарем на рыбокомбинате.
В июле 1941 года Ларионов был призван на службу в Рабоче-Крестьянскую Красную Армию. С сентября того же года — на фронтах Великой Отечественной войны. В боях четыре раза был ранен.
К июню 1944 года капитан Алексей Ларионов командовал ротой 12-го гвардейского стрелкового полка 5-й гвардейской стрелковой дивизии 11-й гвардейской армии 3-го Белорусского фронта. Отличился во время боёв на территории Литовской ССР.
14 июля 1944 года рота Ларионова одной из первых переправилась через Неман к северу от села Мяркине Варенского района и захватила плацдарм на его западном берегу, после чего удерживала его до переправы всего полка. В тех боях Ларионов получил тяжёлое ранение и был отправлен в госпиталь.
Указом Президиума ВерховногоСовета СССР от 24 марта 1945 года за "мужество и героизм, проявленные в боях" гвардии капитан Алексей Ларионов был удостоен высокого звания Героя Советского Союза.
В 1945 году Ларионов окончил курсы усовершенствования командного состава.
С августа 1946 года служил в органах государственной безопасности.
В 1953 году Ларионов окончил Центральную школу МГБ СССР.
В 1962 году в звании подполковника он был уволен в запас. Жил в Рязани.
В 2000 году присвоено звание полковника.
Умер 1 декабря 2014 года .