Физиолог. Академик (1974, чл. – корр. с 1972), доктор биологических наук (1970), профессор (1971). Заслуженный деятель науки БССР (1978).

Родился в г. Санкт-Петербурге (Россия). С 1943 по 1953 г. служил в армии. В годы Великой Отечественной войны участвовал в боях за освобождение Краснодарского края от немецко-фашистских захватчиков. Окончив с отличием в 1954 г. Белорусский государственный институт физической культуры, поступил в аспирантуру Института физиологии АН БССР, где защитил кандидатскую диссертацию на тему «Безусловные и условные лабиринтные тонические рефлексы у человека» (1957). В этой работе подробно рассмотрел роль коры головного мозга и подкорки в механизме тонических рефлексов скелетных мышц в условиях вращения и вертикального перемещения тела Тем самым было положено начало многолетним оригинальным исследованиям по изучению периферических и центральных нейрогуморальных механизмов влияния гипергравитации на некоторые анимальные и вегетативные функции организма.

Результаты дальнейших наработок в этой области обобщил в докторской диссертации и монографии «Лабиринтные и экстралабиринтные механизмы некоторых вегетативных и соматических реакций на гравитационные воздействия» (1969). Под руководством А. С. Дмитриева в лаборатории специальной физиологии проводились многоплановые электрофизиологические, биохимические и гистохимические исследования. При его непосредственном участии был создан целый ряд экспериментальных установок и разработаны методики, которые позволили решить ряд важных вопросов по изучению влияния гравитационных факторов на анимальные и вегетативные функции, а также на высшую нервную деятельность человека и животных.

Был делегатом БССР на Первой конференции ООН по использованию космического пространства в мирных целях.

Успешно развивая оригинальные научные направления, много сил вкладывал в становление Института физиологии АН БССР. С 1957 по 1960 г. – ученый секретарь, с 1960 г. – заместитель директора по научной работе этого института. С 1973 г. – Главный ученый секретарь Президиума АН БССР. Уделял особое внимание совершенствованию планирования и координации научно-исследовательских работ, расширению и укреплению научных связей АН БССР с зарубежными странами. С 1978 по 1987 г. – вице-президент АН БССР, с 1987 г. – член Президиума АН БССР.

Являлся членом Советского национального комитета Международной организации по исследованию мозга (1975), Центрального совета Всесоюзного физиологического товарищества им И. П. Павлова, председателем Минского городского товарищества физиологов.

Награжден орденами «Знак Почета» (1967), Трудового Красного Знамени (1976, 1985), Отечественной войны II степени (1985), медалями.