Анатолий Гладилин родился в 1935 году в Москве, с 1954 года по 1958-й проходил обучение в Литинституте, ушел не закончив. Прославился в возрасте 20-ти лет вместе с публикацией в журнале «Юность» его первого произведения в жанре исповедальной прозы – повести «Хроника времен Виктора Подгурского» в 1956 году. Потом были созданы «Бригантина поднимает паруса», «История одного неудачника», «Вечная командировка», «История одной компании», «Евангелие от Робеспьера» и другие тексты. С 1960 года работал в газете «Московский комсомолец» завотделом культуры, позже – редактором на студии им. Горького.
В середине 1960-х Гладилин выступил в поддержку писателей Андрея Синявского и Юлия Даниэля, судимых за антисоветскую агитацию, после чего его перестали издавать, и в 1976 году с семьей был вынужден эмигрировать из Советского Союза. Его «Прогноз на завтра» был издан во Франкфурте-на-Майне.
Жил во Франции, работая на радиостанциях «Свобода» и «Немецкая волна». В эмиграции им были написаны «Парижская ярмарка», «Большой беговой день», «Французская советская социалистическая республика», «Меня убил скотина Пелл», «Улица генералов», «Тень всадника». Последней книгой литератора стала повесть мемуаров «Тигрушка», выпущенная в 2015 году.