Народився Анатолій Миколайович 1 серпня 1946 року в с. Атюша Батуринського (нині Коропського району) Чернігівської області. Батько Микола Остапович (1913—1977), мати Катерина Яківна (1920—2002). Трудову діяльність розпочав у колгоспі «Правда» робітником. У 1965—1968 роках проходив службу у Збройних силах. Після демобілізації почав працювати в органах внутрішніх справ. У 1970 році закінчив Ленінградську спеціальну середню школу міліції МВС СРСР, а згодом став випускником Вищої школи МВС СРСР. З 1970 по 1992 рр. обіймав посади: інспектора відділення БРВС Дарницького РВВС м. Києва; інспектора, старшого інспектора інспекції по особовому складу Управління кадрів МВС УРСР; заступника начальника, він же начальник інспекції по особовому складу відділу кадрів; начальника Штабу; секретаря парткому; начальника відділу з координації діяльності органів внутрішніх справ, роботи з особовим складом у зоні Чорнобильської АЕС і районах з забрудненням УВС Київської області. Посаду заступника начальника Штабу, начальника оперативного управління МВС України А.М. Карацюба обіймав у 1992— 1993 рр. У період 1993–2003 років — начальник Управління справами МВС України, радник міністра-перший заступник керівника Апарату міністра, начальник Управління справами, а згодом Департаменту управління справами та режиму. Заступник керівника Головного управління з питань судової реформи діяльності військових формувань та правоохоронних органів Адміністрації Президента України з 2004 по 2005 рік. Від 2004 року він є державним службовцем V рангу, а з 2005 року — ІV рангу. З жовтня 2008 року — заступник голови Міжнародної громадської організації «Спілка генералів органів внутрішніх справ України».

А.М. Карацюба брав участь у забезпеченні правопорядку під час проведення Олімпійських ігор 1980 року. З трагічного 1986 року та до 1992 року — учасник ліквідації наслідків катастрофи на ЧАЕС. Нагороджений Почесною грамотою Верховної Ради України, грамотою Кабінету Міністрів України, а також срібною Георгіївською медаллю Міжнародного академічного рейтингу «Золота Фортуна». Має відомчі відзнаки та ювілейні медалі: «Рицар Закону», «Хрест Слави», пам’ятний знак «Закон і честь». Лауреат премій МВС «За міжнародне співробітництво» в правоохоронній діяльності, «За сприяння органам внутрішніх справ України», «За розвиток науки, техніки і освіти» та інші. Член Національної спілки журналістів України. Автор публікацій з проблем боротьби зі злочинністю та забезпечення правопорядку, а також безпеки, пов’язаної з Чорнобильською катастрофою: «Бродяга я», «А цигани добрі люди», «Біль пам’яті» та інших. У 2000 році виступив співавтором навчально-практичного посібника «Система інформаційного забезпечення ОВС України». Захоплюється Анатолій Миколайович літературою, історією, мистецтвом. Життєве кредо: «Твори добро».