Статский советник. Выпускник факультета восточных языков С.-Петербургского университета с дипломом 1-й степ. (1894) и Учебного отделения восточных языков при Азиатском департаменте. 1.09.1894 произведён в коллежские секретари. На службе в МИД с 20.03.1896: назначен студентом (стажёром) посольства в Константинополе. 15.12.1897 назначен первым драгоманом генерального консульства в Константинополе, 1.09.1900 произведён в коллежские асессоры, с 20.03.1902 секретарь П.М. Власова во время его чрезвычайной миссии в Абиссинии. После отъезда Власова из Аддис-Абебы в 1900 оставлен там поверенным в делах в чине титулярного советника (до 1902). Полномочия Орлова были довольно ограниченными и фактически сводились к роли наблюдателя и корреспондента своего правительства при дворе эфиопского императора Менелика II. Эфиопский первосвященник абуна Матеос отзывался о нем с особенным уважением и «часто выражал мнение, что несмотря на сравнительно молодые его годы, он сумел вселить к себе уважение во всех тех, с кем ему приходилось иметь дело». Менелик, по словам абуны, относился к российскому временному поверенному с полным доверием. В целом период пребывания Орлова в Аддис-Абебе в качестве российского поверенного был временем относительного затишья в отношениях между двумя государствами. Несмотря на временный характер пребывания Орлова в Эфиопии и усиление роста международных противоречий в это время, прежде всего между Россией и Великобританией, именно в этот период состоялся очень важный для дальнейшего развития русско-эфиопских отношений визит абуны Матеоса в С.-Петербург, в ходе которого окончательно было принято решение об учреждении постоянной российской миссии в Аддис-Абебе.
С 20.01.1903 вице-консул в Скутари, с 21.09.1903 консул в Митровице. 1.09.1904 произведён в надворные советники. С декабря 1906 по июль 1911 консул в Ускюбе. С июля 1911 по сентябрь 1913 генеральный консул в Багдаде, оставил важные записки о жизни курдов - «Путевые дневники объезда турецко-персидской границы в 1913 г.» С сентября 1913 генеральный консул в Тавризе, в августе 1916 переведён на такой же пост в Ургу (Монголия). В 1917 одновременно был генеральным консулом в Кобдо. В апреле 1917 обнародовал в Монголии текст «Декларации П.Н. Милюкова» о самоопределении народов, после чего министр иностранных дел Автономной Внешней Монголии Цэрэн-Доржи направил ему ноту с утверждением незаконности установления протектора России над Урянхайским краем в 1914. После Октябрьской революции 1917 фактически продолжил исполнять обязанности генконсула в Урге (до осени 1920), поддерживал отношения Сибирского временного правительства и правительства А.В. Колчака с правительством Монголии. По указанию управляющего Министерством иностранных дел Сибирского правительства Ю.В. Ключникова, обеспокоенного вводом китайского батальона в Ургу, А.А. Орлов имел беседу с Цэрэн-Доржи, который подтвердил статус автономии Внешней Монголии.
С конца 1920 - в эмиграции в Китае. 16.06.1928 избран уполномоченным (депутатом), а позже стал председателем Русской национальной общины в Тяньцзине (оставил этот пост в 1933).
За службу удостоен российских орденов Св. Станислава 3-й степ. (9.04.1900) и Св. Анны 3-й степ. (6.04.1903) и иностранных орденов Золотой Звезды 3-й степ. (Бухара, 9.05.1903), Льва и Солнца 2-й степ. (Персия, 1.09.1903), Эфиопской Звезды 2-й степ. (Абиссиния, 1.11.1903) и Османие 3-й степ. (Османская империя, 8.04.1904).
Был женат (с 1914) на Евдокии Евфимовне Яковлевой (1889-?).
