А. К. Виноградов родился 28 марта (9 апреля) 1888 год в селе Полотняный Завод (ныне Калужской области) в семье учителя.
В 1912 году окончил философское отделение историко-филологического факультета Московского университета. В студенческие годы трижды встречался в Ясной Поляне с Львом Толстым, затем работал в архивах Италии, Франции и Австрии. С началом Первой мировой войны призван в армию санитаром.
Словесностью начал заниматься как исследователь и переводчик, прежде всего — французской литературы. Стоял у истоков Русского общества друзей книги. Начиная с 1923 года публиковал исторические романы и повести, которые выходили с предисловиями А. М. Горького и часто переиздавались после смерти автора.
В возрасте 45 лет поступил в Ейскую авиационную школу, по окончании которой получил звание лётчика-наблюдателя, а затем штурмана АДД. Писатель принимал участие в авиационных парадах 30-х годов в составе экипажа флагманского корабля. В 1942—1943 годах в качестве корреспондента газеты «Красный сокол» неоднократно участвовал в боевых вылетах в тыл врага, о чём рассказывал в своих очерках и статьях. Занимал должности штурмана особой Западной авиагруппы Гражданского воздушного флота (ГВФ) — 120-го отдельного гвардейского авиационного полка ГВФ, помощника начальника отдела изучения опыта боевых действий штаба АДД, старшего помощника начальника 2-го отдела оперативного управления штаба ВВС Красной Армии.
Во время семейного скандала 26 ноября 1946 года подполковник Виноградов выстрелом убил свою вторую жену, затем ранил пасынка и застрелился. По словам дочери, причиной драмы послужили «обострившееся тяжёлое заболевание, гибель старшего сына, отсутствие литературных заказов, семейные неурядицы», а также грубая критика последнего романа. Похоронен в Москве на Ваганьковском кладбище (участок № 43) вместе с матерью, сыном и сестрой.
