Титов А.В. окончил Санкт-Петербургский (Ленинградский) госуниверситет (СПбГУ) в 1980 г. После окончания аспирантуры физического факультета СПбГУ в 1986 г. защитил кандидатскую диссертацию по теоретической физике. В 1991 поступил на работу в отделение нейтронных исследований Петербургского (Ленинградского) института ядерной физики РАН, и в декабре 2002 г. защитил в ПИЯФ докторскую диссертацию по специальности «теоретическая физика». С 2014 г. работает в должности заведующего лабораторией квантовой химии (ЛКХ) Отделения перспективных разработок (ОПР) НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ, а с 2017 по настоящее время – в должности руководителя ОПР. С 2006 по 2009 гг. работал в должности профессора СПбГУ по кафедре квантовой химии, с 2012 по 2015 гг. – в должности ведущего научного сотрудника лаборатории теории атомов и молекул Отдела теоретической физики СПбГУ, а с 2021 г. – в должности профессора по кафедре квантовой мехиники СПбГУ.

Руководитель шести инициативных и трех междисциплинарных научных проектов (офи-м) РФФИ, трех международных научных проектов [ИНТАС, РФФИ–ННИО(DFG) и АФГИР(CRDF)], государственного контракта Минобрнауки, гранта РНФ по новым лабораториям (2014–2016, 2017–2018) и инициативного гранта РНФ (2020–2022).