Родился в феврале 1920 года в деревне Щёкино (ныне Торжокского района Тверской области). окончил сельскую школу. С февраля 1939 года в рядах Красной Армии, призван Калининским ГВК. В 1939 году окончил Борисоглебскую военную авиационную школу лётчиков. Служил в строевых частях ВВС Прибалтийского военного округа.

С 22 июня 1941 года младший лейтенант А. И. Артемьев в действующей армии: в должности лётчика 42-го ИАП (57-я САД, ВВС Северо-Западного фронта), летал на И-153. Был ранен в воздушном бою под Оранами, лечился в госпитале. С июля 1942 года воевал в 863-м ИАП (ВВС 46-й Армии, Закавказский фронт), где летал на ЛаГГ-3. С сентября 1942 года - командир звена 790-го ИАП (219-я БАД, ВВС Закавказского фронта и 229-я ИАД, ВВС Северо-Кавказского фронта), продолжая летать на ЛаГГ-3. В 1943 году, после кратковременного пребывания в составе 814-го и 867-го ИАП, был направлен в 5-й Гвардейский ИАП (11-я ГИАД, ВВС Юго-Западного фронта), где летал на Ла-5.

22 ноября 1943 года командир 1-й эскадрильи 5-го Гвардейского истребительного авиационного полка (11-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 1-й Гвардейский смешанный авиационный корпус, 17-я Воздушная армия, 3-й Украинский фронт) Гвардии старший лейтенант А. И. Артемьев прикрывая наземные войска в районе Малая Софиевка был сбит в воздушном бою и погиб (сгорел вместе с самолётом северо-восточнее Любимовки). Всего совершил около 200 боевых вылетов, в воздушных боях сбил лично 5 и в составе пары 1 самолёт противника.

Награждён орденом Красного Знамени (30.12.1942).