Алексей Васильевич Локтев родился 30 декабря 1939 года в Орске.
В 1943 году отца перевели на работу в Москву. Алексей занимался в театральной студии при ЗИЛе. Окончил Государственный институт театрального искуства им. А. В. Луначарского (1962). С 1962 — актер Московского театра им. А. С. Пушкина, с 1972 — Малого театра, с 1980 — Академического театра драмы им. А. С. Пушкина в Ленинграде.
Лауреат Государственной премии СССР (1972 — за театральную работу).
Заслуженный артист РСФСР (1972).
Трагически погиб 17 сентября 2006 года в автокатастрофе.
У Алексей Васильевича Локтева четверо детей и четверо внуков.