Советский военачальник. Родился 30 (17) августа 1904 года в станице Вёшенская Донецкого округа, Области Войска Донского (ныне центр Шолоховского района Ростовской области). В 1915 году окончил 3 класса школы на хуторе Шумилинский (ныне станица Шумилинская Верхнедонского района Ростовской области). В 1919 году – высшее начальное училище в станице Казанская (ныне Верхнедонского района). В августе-сентябре 1921 года участвовал в боях против повстанческих формирований на Дону (в районе хутора Шумилинский). В РККА с августа 1923 года. До ноября 1923 года обучался в Егорьевской военно-теоретической авиашколе. В ноябре 1923 года – октябре 1924 года – обучался в Киевской военно-теоретической авиашколе. В декабре 1924 года окончил Ленинградскую военно-теоретическую школу ВВС. В 1926 году окончил Качинскую военную авиационную школу лётчиков. В 1927 году окончил Серпуховскую высшую школу воздушного боя. В 1927-1933 годах – лётчик-инструктор Качинской военной авиационной школы лётчиков С 02.06.1933 года – лётчик-испытатель НИИ ВВС. Вначале служил в тяжёлобомбардировочной авиаэскадрилье. С 02.01.1935 года – командир отряда 1-й авиационной эскадрильи бригады НИИ. С 25.10.1938 – командиром лётного отряда (с 1941 года – опытной авиаэскадрильи) Отдела моторов и авиатоплив НИИ ВВС. Провёл испытания самолётов ТБ-1Р (1934-1935 гг.) и ДБ-А (1938 г.), винтомоторных групп самолётов Р-Z с турбокомпрессором, ДБ-3 (1939 г.), СБ с моторами М-105 и винтами ВИШ-22Е (1940 г.), МиГ-1 (1940 г.), МиГ-3, ЛаГГ-3, Як-7, Ла-5, Р-40 «Китти-Хаук», «Спитфайр», Ил-2, Ил-4, Су-2, Як-1, He-111, Ju-88, «Харрикейн», Ме-109 и других. За проведённые испытания был награждён орденом Красной Звезды (25.05.1936 г.). С 09.01.1941 года – опытной авиаэскадрильи отдела моторов и авиатоплив НИИ ВВС РККА. Погиб 3 января 1944 года в испытательном полёте на истребителе Р-39 «Аэрокобра». В этот день лётчик-испытатель А.А.Автономов выполнял испытательный полёт на американском истребителе Р-39 «Аэрокобра» по определению километровых расходов горючего. Около 12.00, через полчаса полёта, двигатель внезапно остановился. Лётчик выбрал ровное поле для аварийной посадки и пошёл на снижение. Однако впереди, по направлению посадки, находился крайний дом деревни Афанасово (Ногинский район Московской области). Отворачивая от дома, самолёт сорвался с высоты 50-100 метров, опрокинулся и ударился о землю под углом 15-20 градусов, после чего взорвался. А.А.Автономов погиб. Предположительной причиной катастрофы посчитали отказ мотора из-за прекращения подачи горючего. Жил на станции Чкаловская (ныне в черте города Щёлково) Московской области. Похоронен на Мемориальном кладбище в посёлке Чкаловский.

Воинские звания: капитан (20.03.1936 приказ НКО СССР №01166); майор (31.03.1937 приказ НКО СССР №1557); подполковник (06.03.1941 приказ НКО СССР №0596) полковник (24.10.1943 приказ НКО СССР №03565).

Награды СССР: орден Красной Звезды (25.05.1936).