Анатолий Пахомов родился 2 сентября 1960 года в станице Новоархангельской, Тихорецкого района, Краснодарского края. После окончания школы в 1977 году работал трактористом в совхозе «Тихорецкий». В 1978 году поступил в Кубанский сельскохозяйственный институт на факультет «Механизация сельского хозяйства».

     Учась в институте, в 1981-1982 годах был главным инженером зонального студенческого строительного отряда. С 1981 года по 1985 год занимал должности заместителя секретаря, секретаря комитета ВЛКСМ Кубанского сельскохозяйственного института.

     В 1983 году окончил Кубанский ордена Трудового Красного знамени сельскохозяйственный институт по специальности «Механизация сельского хозяйства», получив квалификацию «Инженер-механик».

     В 1985‑1989 годах Анатолий Пахомов был секретарем парткома КПСС учебно-опытного хозяйства «Краснодарское». С 1989 года по 1991 год - первый секретарь Краснодарского горкома ВЛКСМ. В 1991‑1996 годах был заместителем генерального директора МТПО «Апикс». С 1996 года по 1997 год занимал должность заместителя генерального директора объединения «Кубаньхлебопродукт».

     С 1997 года по 2000 год Пахомов возглавлял департамент потребительского рынка и ценовой политики мэрии города Краснодар. В 1999 году стал кандидатом экономических наук, защитив диссертацию: «Регулирование товарного рынка как фактора внешней среды предприятия». В 2000-2001 годах Анатолий Пахомов работал вице-мэром Краснодара. С 2001 года по 2004 год руководил управлением Госторгинспекции по Краснодарскому краю.

     В 2004‑2005 годах возглавлял департамент комплексного развития курортов и туризма администрации Краснодарского края. В 2005 году стал доктором технических наук, защитив диссертацию; «Экспериментальное обоснование получения функционального пищевого продукта и биологически активных добавок из вторичного сырья».

     В 2005 году, 7 октября, Анатолий Николаевич был назначен исполняющим обязанности главы города-курорта Анапа, а 12 марта 2006 года был избран главой города-курорта Анапа. В 2009 году года, 12 января, подал в отставку с поста мэра Анапы в связи с переходом на другую работу.

     С 13 января был назначен вице-мэром города Сочи. Вскоре, 20 января 2009 года губернатор Краснодарского края Александр Ткачёв назначил Пахомова исполняющим обязанности мэра города Сочи. 26 апреля 2009 года победил на выборах главы города с результатом в 76,86%.

     Также Анатолий Пахомов является: Кандидат экономических наук, Доктор технических наук, Профессор Кубанского технологического университета, преподает менеджмент.

     Женат. Воспитывает сына и дочь. Увлекается туризмом и пляжным футболом.

     Награжден: Орден «За заслуги перед Отечеством» IV степени, 2014, за большой вклад в проведения XXII Олимпийских и XI Паралимпийских зимних игр 2014 года в Сочи и обеспечение успешного выступления сборных команд России; Орден «Знак Почёта»; Медаль «Герой труда Кубани», 2014 - за работу по подготовке и проведению зимних Олимпийских и Паралимпийских игр в Сочи; «Серебряный Крест» Союза армян России; Орден Серафима Саровского, 2012.