К декабрю 1939г. Курсант Харьковского военного авиационного училища летнабов и штурманов.

23 января 1940г. принял военную присягу.

28 ноября 1940г., по окончанию училища, присвоено звание младший лейтенант. Группа выпускников училища была направлена на должности младших летнабов (летчиков-наблюдателей) 317 отдельного разведывательного авиаполка.

К июню 1941г. полк базировался в 100 км. севернее Одессы, имел на вооружении самолеты СБ. Командир полка- майор Ивановский Василий Дмитриевич, военный комиссар полка батальонный комиссар Сигрианский Вениамин Леонидович.

В начале войны полк выполнял вылеты на бомбардировку войск противника.

24 июня полк уничтожал скопление танков и войск противника на обоих берегах р.Прут. Разрушал переправы у  Скулени, Унгени, Тыргу, Яссы. Выполнил фотографирование участка Филешти, Скулени. Произведено 33 самолетовылета. 1 самолет СБ был подбит, на свой аэродром не вернулся.

26 июня 33 самолета полка в 10-45 с аэродрома Вормс вылетели на бомбардировку вражеских войск в г.Яссы (Румыния). В 12-20 задание было выполнено. Над целью экипажи были обстреляны зенитной артиллерией и атакованы 12 истребителями Ме-109 (Мессершмитт). Потеряв 3 самолета, группа в 13-00 вернулась на свой аэродром. В 18-15 17 экипажей повторно вылетели в тот же район. В 19-15 бомбили  скопления пехоты и танков противника. В 20-25 возвратились без потерь. 

27 июня 27 самолетов перелетели на соседние площадки, уходя из-под удара немецкой авиации.

К началу августа 1941г. после напряженной боевой работы, понеся в ходе выполнения боевых заданий большие потери в личном составе и технике, полк был направлен в тыл на переформирование.

22 августа 1942г. Алексею Ивановичу было присвоено звание лейтенант.

Назначен штурманом 166 отдельной авиаэскадрильи связи .

С апреля 1943г. Алексей Иванович в составе 576 отдельной армейской авиационной эскадрильи (связи) 3 гвардейской армии. Командир- капитан Филимонов Николай Дмитриевич.

С марта 1943г. 3 гвардейская армия была выведена в район Северного Донца, участвуя в оборонительных операциях.

С августа по сентябрь 1943г. участвовала в Донбасской операции.

11 сентября 1943г. экипаж летчик капитан Сырокваша Кирилл Евдокимович и штурман лейтенант Виноградов Алексей Иванович вылетели на восстановление связи с 32 стрелковым корпусом и на разведку дорог Славянка- Межевая и Славянка- Гришино. Полет проходил при плохой видимости (туман), но оба задания были успешно выполнены. 

С января 1944г. 3 гвардейская армия участвовала в Никопольско-Криворожской операции.

С 18 апреля- участвовала в Львовско-Сандомирской операции.

01 июня 1944г. лейтенант Виноградов прибыл в 10 учебно-тренировочную авиабригаду.

16 сентября 1944г. направлен в 41 отдельный учебно-тренировочный авиаполк.

С декабря 1944г. штурман звена 166 отдельной армейской авиационной эскадрильи связи 5 гвардейской армии.

К марту 1945г. выполнил 4 боевых вылета и 45 вылетов на связь с частями армии.

Добровольно вызвался совершить ночные вылеты для доставки вооружения окруженной части. Не имея специальной подготовки для носных полетов, совершил 2 вылета и сбросил груз в заданную точку.

Приказом от 19 июня 1945г. был награжден орденом Красной Звезды.

Награжден медалью «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».

Уволен в запас 07 июля 1946г.

В честь 40-летия Победы награжден орденом Отечественной войны II степени.