Родился 24 марта 1916 года в деревне Шайтанка ныне Пригородного района Свердловской области в семье крестьянина. Окончил школу ФЗУ в городе Кунцево (ныне Кунцевский район г. Москвы), работал слесарем, учился в Кунцевском аэроклубе. В РККА с 1939 года. Окончил 1-ю Качинскую Краснознамённую военную авиационную школу пилотов имени А.Ф.Мясникова.

В первые недели Великой Отечественной войны младший лётчик 168-го истребительного авиационного полка (45-я смешанная авиационная дивизия, 18-я армия, Южный фронт) лейтенант Артамонов А.А. выполнил 37 боевых вылетов.

30 июля 1941 года лейтенант Артамонов находился на аэродроме в составе дежурного звена. В конце дня, когда солнце уже клонилось к закату, над аэродромом появился воздушный разведчик противника Hs-126. Артамонов первым поднялся в воздух на перехват "хеншеля".  Через пять минут Артамонов догнал его. Почуяв опасность, противник начал маневрировать. Воздушный стрелок начал отстреливаться. Выбрав наиболее выгодное положение, Артамонов выпустил пулемётную очередь с короткой дистанции, которая прошила фюзеляж. "Хеншель" продолжал лететь. Артамонов вновь подошёл к разведчику на короткую дистанцию и открыл огонь, но после нескольких выстрелов оружие замолчало - видимо увлекшись летчик израсходовал весь боекомплект . Тогда он направил свой истребитель на врага и таранил его. Удар пришёлся в фюзеляж. "Хеншель" загорелся и, разваливаясь, стал падать. При ударе Артамонов был тяжело ранен и не смог воспользоваться парашютом.

27 марта 1942 года ему посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Награждён орденом Ленина. Похоронен в селе Плоско-Забугское Ольшанского района Кировоградской области.