Свою боевую деятельность Анатолий Карелин начал в декабре 1944 года, на фронтах Великой Отечественной войны. Он принимал активное участие в боевых действиях на территории Венгрии, Чехословакии, Германии. За проявленные в боях мужество и воинское мастерство был награждён орденами Красного Знамени, Отечественной войны 2-й степени, Красной Звезды, медалями "За боевые заслуги", "За взятие Берлина", "За освобождение Праги".

После окончания войны А. М. Карелин служил в авиационных частях Ленинградского военного округа и на Дальнем Востоке. Выполнял особые задания, был в заграничной командировке во время военного конфликта в Корее.

13 июня 1951 года в составе 351-го истребительного авиационного полка капитан А. М. Карелин убыл в Северную Корею для оказания интернациональной помощи Корейской Народно - Демократической Республике против американской военной агрессии.

Теперь мы кое-что знаем об одном из самых малоизвестных военных конфликтов, который возник летом 1950 года на Корейском полуострове. Там 25 июня начались боевые действия между Северной и Южной Кореей. Эта война продолжалась ровно 3 года и один месяц. В этой войне были затронуты интересы двух супердержав того времени - США и СССР. Обе эти державы активно участвовали в войне лишь с той разницей, что США делали это открыто под флагом ООН, а СССР - негласно на стороне Северной Кореи. Причём американцы участвовали в боях всеми родами войск, наша страна - лишь одним авиационным истребительным корпусом. В нём сражался и Анатолий Михайлович Карелин, сбивший в небе Северной Кореи 6 американских дальних бомбардировщиков В-29.

К началу лета 1951 года Стратегическая бомбардировочная авиация США существенно ограничила дневные налёты на военные объекты, а с октября прекратила их окончательно. С той поры В-29 стали действовать исключительно ночью. Почувствовав перемену в тактике и стратегии противника, Советское командование срочно приступило к подготовке специального авиаполка для ведения ночных боевых действий в небе Кореи.

А. М. Карелин в кабине Ла-11.

Боевая биография в небе Кореи у Анатолия Карелина складывалась непросто. В июне 1951 года для защиты Северной Кореи от американской авиации был скомплектован 351-й истребительный авиаполк. В него заместителем командира по лётной подготовке и был назначен майор Анатолий Михайлович Карелин.

351-й авиаполк начал создаваться на базе 153-й истребительной авиационной дивизии и был вооружён поршневыми истребителями Ла-11. В него начали прибывать лётчики, имевшие опыт ночных полётов в сложных метеоусловиях. В июне 1951 года полк был укомплектован и 13-го числа в полном составе перелетел из Саншилипу в Аньшань. Его командиром стал полковник И. А. Ефимов. Главной задачей полка было прикрытие важнейших стратегических объектов: моста через реку Ялуцзян в районе города Аньдун, ГЭС в районе города Сингисю, аэродромный узел Аньдун и сам Аньшань.

Вскоре полк в составе 3-х эскадрилий  ( по 10 самолётов в каждой )  приступил к ночным дежурствам. Первую победу одержал старший лейтенант В. Курганов, сбивший двухмоторный бомбардировщик В-26 "Инвайдер", но с сентября 1951 года в ночном небе появились В-29 и соперничать с ними на Ла-11 стало сложновато. "Крепости" забирались на высоту до 10 км и после нанесения бомбового удара с резким снижением уходили в сторону залива, куда нашим лётчикам заходить запрещалось. При этом они разгонялись до 700 км/час и наши Ла-11, имея максимальную скорость в 680 км/час, догнать их не могли...

В конце ноября на боевые дежурства стали заступать наиболее опытные лётчики полка. В одну из ночей готовность заняли 2 заместителя командира полка майоры Галышевский  ( по политчасти, позднее сбил 1 В-29 и ещё 1 подбил )  и Карелин  ( по лётной подготовке ). Встретив в ночном небе В-29 Карелин атаковал его, но неудачно: из-за большого расстояния до него не успел догнать и поразить наверняка. "Крепость" ушла... ( тем не менее, была записана Карелину как "повреждено". )

После посадки лётчика разгневанный генерал Лобов выругал Карелина. Состоялся тщательный разбор неудачи. И хотя комиссия сделала вывод, что лётчик в этих условиях действительно не мог догнать американца, всё же Карелину пришлось лично объясняться перед главным советником по авиации в КНР генерал - полковником Красовским.

"На ковре" у главного советника произошёл такой диалог:

- Какой же ты истребитель, что не смог сбить бомбардировщика ! - сказал раздражённо Красовский.

А. М. Карелин у своей машины.

Обиженный Карелин ответил резко:

- А вы бы сами, товарищ генерал - полковник, сели в самолёт и попробовали его догнать !   Это совсем не так просто, как кажется !

Красовский рассмеялся и уже серьёзно спросил:

- Так что же нужно для того, чтобы успешно перехватывать В-29 ?

- Вот если бы у нас в полку были реактивные "МиГи", мы бы их ни упускали...

- Будут вам "МиГи". За какой срок сможете переучиться летать на них ?

- За месяц - полтора постараемся.

В начале января 1952 года в Китай прибыла 97-я истребительная авиадивизия ПВО под командованием Героя Советского Союза полковника А. П. Шевцова. Одна из её эскадрилий была передана в 351-й авиаполк, для обучения пилотов полка полётам на МиГ-15. Вскоре лётчиками были одержаны первые победы.

В ночь с 10 на 11 июня бомбардировщики В-29 из 19-й БАГ совершили налёт на Кваксан. На подходе к цели они были атакованы двумя МиГ-15бис из 147-го ГвИАП и четырьмя "МиГами" из 351-го ИАП. В этом ночном сражении капитан А. М. Карелин сбил сразу два В-29 и один серьёзно повредил. Ещё одну "Крепость" сбил в свете прожекторов командир 147-го ГвИАП майор М. И. Студилин.

В конце января 1953 года майору Карелину повезло. В одном из вылетов, он поднялся на перехват В-29 по данным РЛС и был наведён так точно, что при сближении с самолётом противника чиркнул лафетом своего "МиГа" возле кормовой пушки оператора наведения  ( привёз вмятину на лафете ). Стрелок кормовой установки В-29, не видя противника, начал беспорядочно палить из пушек и тем самым выдал себя. По его огню наш пилот определил, где находится самолёт, ещё раз обстрелял его и сбил.

В ночь на 30 января 1953 года, в районе города Ансю, Карелин перехватил очередной В-29 и сбил его. Однако, стрелками с "бомбёра" была повреждена и его машина. Из-за перебитого трубопровода после разворота домой, спустя некоторое время, остановился двигатель. Но наш ас не потерял самообладания и, дотянув до ВПП аэродрома, точно и хладнокровно посадил израненую машину на полосу. В самолёте Карелина обнаружили 117 пробоин  ( ! ), только в кабине лётчика их было 9  ( ! ). К счастью, сам пилот не пострадал.

Это была последняя - 6-я - победа А. М. Карелина, после этого боя ему запретили вылетать на боевые задания и дали отдохнуть.

18 февраля 1953 года 351-й ночной истребительный авиационный полк, выполнив свой воинский и интернациональный долг, убыл в полном составе в Советский Союз. За время боевой работы  ( с 19.06.1951 по 18.02.1953 )  лётчики 351-го ИАП под командованием подполковника И.А. Ефимова записали на свой боевой счёт 15 сбитых самолётов противника  ( в том числе 9 В-29, 5 В-26 и 1 RВ-50 )  и ещё 7 подбили  ( 5 В-29 и 2 В-26 ). Кроме того, предположительно 7 ноября 1952 года старший лейтенант И. П. Ковалёв сбил или повредил ночной перехватчик FЗD-2 "Скайнайт". Из общего числа побед лётчики полка сбили на реактивных истребителях МиГ-15бис 10 самолётов США и 3 подбили, а на поршневых ночных истребителях Ла-11 сбили 5 самолётов США  ( все типа В-26 )  и подбили 3 самолёта противника: 2 В-29 и 1 В-26. Потери полка в небе Кореи за этот период составили: 2 МиГ-15 и 2 Ла-11, причём оба "Лавочкина" были потеряны не в боях, а в авариях, погиб в полку только один лётчик, остальные все вернулись на Родину.

Особо в боях отличился заместитель командира полка майор А. М. Карелин, ставший асом ночных боёв - он сбил в небе Кореи 6 самолётов США и ещё 2 подбил  ( в 50 боевых вылетах и 10 воздушных боях ).

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 июля 1953 года за образцовое выполнение служебного долга майору Карелину Анатолию Михайловичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда"  ( № 10832 ).

Возвратившись на Родину, А. М. Карелин командовал авиационным истребительным полком, был заместителем командира авиационной дивизии в Туркестанском военном округе. В 1957 году он окончил Военно - Воздушную академию.

С 1964 года, после окончания Военной академии Генерального штаба, генерал - майор авиации А. М. Карелин командовал авиационной дивизией на территории Белоруссии и в Эстонии. С 1970 года генерал - майор авиации А. М. Карелин - в запасе. Жил в Ленинграде. Скончался 3 января 1974 года.