В 10 лет остался без матери. Отец с тремя детьми переезжает сначала в Колпашево, затем в Алма-Ату к родственникам, где Анатолий Чмыхало окончил среднюю школу и поступил в Алма-Атинский юридический институт (1941). В августе 1942 года, несмотря на возраст, поступает на ускоренные курсы в Киевское артиллерийское училище (эвакуированное в Красноярск) и через 8 месяцев обучения в звании лейтенанта уезжает на фронт. В качестве командира взвода разведки воевал под Ростовом и Луганском. Осенью 1943 года в боях на реке Миус был тяжело ранен и контужен. Едва не потеряв ногу, был комиссован инвалидом I группы.
Литературную работу начинал как поэт. Цикл стихов был опубликован в журнале «Октябрь» (1949). А уже в 1951 году в Абакане вышел первый его поэтический сборник «Земляки». В 1956 году дебютировал как драматург. Его пьеса «Судьба Коронотовых» прошла в ряде театров.
В конце 1950-х гг., обратившись к истории, взялся за роман «Половодье». Первая книга вышла в 1959 году, а вторая — в 1961 году. В этой дилогии писатель рассказывает о гражданской войне в Сибири, объективно показывая события того времени. Об успехе романа говорит тот факт, что «Половодье» переиздавалось пять раз массовыми тиражами.
Позже продолжил эту тему в романе «Отложенный выстрел». Его перу принадлежит книга об освоении целины «Нужно верить». Судьбам своего поколения Анатолий Чмыхало посвятил роман «Три весны». Исторические сюжеты создания города Красноярска и других событий XVII века на берегах Енисея легли в основу романов «Дикая кровь» и «Опальная земля»: проза Анатолия Чмыхало дала обильную пищу для исследования историков, этнографов, этнопсихологов, фольклористов. В 2007 году писатель публикует дилогию в стихах и прозе «В царстве свободы», состоящую из романов «Ночь без сна» и «Плач о России», а потом снова возвращается к стихам: в 2009 году выходит его сборник «Самородки: Нецензурные стихи», в 2011 году вышла вторая часть этой поэтической дилогии — «Россыпи. Озорные стихи».
«Анатолий Чмыхало первым написал Колчака, каким он был. В „Половодье“ верно показаны сложнейшие ситуации Гражданской войны, развязанной большевиками, в которой не было, да и не могло быть, победителей.
„Половодью“ уготована долгая и добрая жизнь — я уверена в этом. Большое спасибо писателю за прекрасную книгу!»
«Должен сказать, что Анатолий Чмыхало для семидесятых годов, когда писался роман „Отложенный выстрел“ да со скидкой на отдаленность от московского, хотя бы некоторого, „свободолюбия“ довольно объективен и даже временами смел.»
Орден Дружбы (2000) — за заслуги перед государством, многолетнюю плодотворную деятельность в области культуры и искусства, большой вклад в укрепление дружбы и сотрудничества между народами[4]
В честь писателя назван паром «Анатолий Чмыхало», построенный для города Игарка[5]. Его имя носит сквер в Красноярске на пересечении улиц Яковлева и Толстого[6]. В парке имени 400-летия Красноярска планируется создание переулка «Чмыхаловские россыпи»[7].