Андрей Баталов родился 1 июля 1955 года в городе Москва. Отец - Леонид Ильич Баталов - заслуженный архитектор СССР, лауреат двух Государственных премий СССР и РФ, автор проекта Останкинской телебашни, двух телецентров и здания аэропорта на Ленинградском проспекте; мать - Баталова Ирина Викторовна - архитектор.
В 1978 году окончил Московский архитектурный институт, факультет жилищно-общественного строительства, кафедра реставрации памятников архитектуры.
В 1986 году защитил кандидатскую диссертацию. В 1996 году защитил докторскую диссертацию «Московское каменное зодчество конца XVI века: проблемы художественного мышления эпохи». В 2004 году присвоено звание профессора.
В 1978-1992 годах работал в Институте теории и истории архитектуры архитектором, младшим научным сотрудником, старшим научным сотрудником, ведущим научным сотрудником.
С 1992 года постоянно работает в Московском Кремле, главным архитектором, заместителем генерального директора по научной работе Музеев Московского Кремля.
С 1994 года - ведущий научный сотрудник Государственного института искусствознания, профессор МАРХИ и ПСТГУ.