Острохарактерный артист, играл в Театре имени Вахтангова, обладал ярким комедийным дарованием.
В качестве режиссёра поставил в 1940 г. спектакль "Опасный поворот" (по пьесе Пристли); преподавал в училище
при Театре им. Евг. Вахтангова и в ГИТИСе. Снимался в кино. Самой яркой ролью артиста можно назвать его неуключего, смешного, но очень обаятельного
инженера Карасика в фильме "Вратарь" (1936). Снимался также в фильмах: "Три товарища" (1935) - начальник бумажной фабрики Василий Глинка;
"Партийный билет" (1936) - секретарь парткома;
"Танкер "Дербент" (1941) - капитан; и др. Народный артист РСФСР (1946). Лауреат Сталинской премии (1950).
А.О. Горюнов был мужем артистки МХАТа
Веры Бендиной,
приходился тестем артисту
Александру Михайлову,
племянником артистам
Ивану Москвину и Михаилу Тарханову.
Скончался А.О. Горюнов 10 июля 1951 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (2 уч. 10 ряд).