Биохимик, профессор кафедры агрохимии МГУ, руководил также лабораторией в Центральном научно-исследовательском пищевом институте.
В 1935 г. организовал биохимическую лабораторию Всесоюзного института экспериментальной медицины (ВИЭМ). Автор научных работ, посвященных изучению химизма спиртового брожения. Им был разработан метод выделения комплекса ферментов брожения из сухих дрожжей, метод получения и очистки озозонов фосфорных эфиров сахаров. В 1911 г. предложил метод выделения бесклеточного дрожжевого сока (метод мацерации).
Скончался А.Н. Лебедев 3 июня 1938 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (3 уч. 41 ряд).