Народився 13 вересня 1947 року в с. Рівному Новоукраїнського району Кіровоградської області. Закінчив у 1970 році Дніпропетровський інститут інженерів залізничного транспорту за спеціальністю «Вагони та вагонне господарство». При цьому ж вузі успішно закінчив 1990 року аспірантуру. Відразу після закінчення навчання Анатолій Володимирович почав працювати у Кременчуцькому філіалі Всесоюзного науково-дослідного інституту вагонобудування (з 2006 року — Державне підприємство «Український науково-дослідний інститут вагонобудування»), де пройшов шлях від інженера до директора цього інституту. Усе життя А.В. Донченка пов’язане з наукою. Він був керівником наукових та дослідно-експериментальних робіт із створення цілої гами вагонів-цистерн, перспективних вимог до них. Більшість із цих розробок були виконані на рівні винаходів. Повною мірою здібності науковця та організатора вітчизняної науки були проявлені на посадах старшого наукового співробітника (1978–1996), завідувача лабораторії (1996–2000). З 2000 року очолює Державне підприємство «Український науково-дослідний інститут». Висококваліфікований спеціаліст у галузі транспортного машинобудування, зокрема, рухомого складу магістрального та відомчого залізничного транспорту, а також залізничного транспорту для міського господарства (трамваї, вагони метрополітенів), колійної техніки. Автор 185 наукових праць, 36 винаходів та понад 220 рукописних праць. А.В. Донченко був науковим керівником Державної науково-технічної програми «Розвиток рейкового рухомого складу соціального призначення для залізничного транспорту та міського господарства». Лауреат Державної премії у галузі науки і техніки (2005), почесний професор Слов’янського міжнародного університету бізнесу та права (2005), почесний залізничник України (2002), заслужений машинобудівник України (2007). Нагороджений численними дипломами та відзнаками, у тому числі Почесною грамотою Кабінету Міністрів України (2002), нагрудним знаком «Лідер України» (2004), «Лаври слави» (2004). У 2010 році А.В. Донченко удостоєний почесної нагороди «За визначні звершення ІІІ ступеня», знаку «Патріот України» та інші. А.В. Донченко — член науково-технічних рад (НТР) Мінпромполітики України та Укрзалізниці (УЗ), а також член секцій НТР УЗ Головного управління вагонного господарства та Головного пасажирського управління. Багато часу віддав створенню асоціації «Укрвідтранс» та є науковим секретарем Ради на громадських засадах. Він є головою науково-технічної ради ДП «УкрНДІВ», членом секції науково-технічної ради Головного пасажирського управління Укрзалізниці, головою секції Технічного комітету «Транспорт» Національного агентства з акредитації України, головою Технічного комітету ТК-83 «Вагони» та головою Головної організації зі стандартизації рухомого складу магістрального та відомчого залізничного транспорту ГОС-57. Включений до складу робочої групи з розробки проекту Закону України «Про метрополітени». А з 2010 року — член спеціалізованої вченої ВАК з присвоєння вчених звань. Анатолій Володимирович щасливо одружений, він часто повторює: «Моє життя належить людям» і, побачивши його трудовий шлях, не сумніваєшся у правдивості вислову.