С 1967 г. Анатолий Степанович Шаламов проходил службу в строевых частях ВВС. После обучения в адъюнктуре ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского продолжил службу на преподавательских должностях на факультетах авиационного вооружения и авиационного оборудования. В 1977 г. – кандидат технических наук. С 1988 г. — начальник научно-исследовательской лаборатории. В 1991 г. защитил докторскую диссертацию, а с 1994 г. являлся начальником факультета авиационного оборудования.

После окончания военной службы с 1998 г. работал профессором кафедры эксплуатации авиационной техники и организационно-технических систем.

За период научно-педагогической деятельности А. С. Шаламов принимал участие в разработке фундаментальных основ создания новых образцов военной техники, участвовал в опытно-конструкторских разработках. Создал новое для академии научно-прикладное направление по формированию методологических основ математического (вероятностного) моделирования динамических процессов в нелинейных нестационарных организационно-технических системах различного назначения, в том числе военного.

Автор более 130 научных и методических трудов, в том числе 2 учебников, 2 монографий и энциклопедии.

Подготовил 8 кандидатов технических наук и осуществлял руководство адъюнктами.

Награжден орденом Почета и 12 медалями Министерства обороны.