Родился 21 августа 1894 года в городе Бежецке Тверской губернии.
В 1923 году окончил петроградский ВХУТЕМАС, ученик Кузьмы Петрова-Водкина.
Занимался у Василия Беляева, Гуго Залемана, Василия Шухаева.
Участник выставок с 1914 года.
Участник объединений художников "КРУГ" (1926-1929), "ОКТЯБРЬ" (1930-1932).
Член ЛССХ с 1932 года.
Занимался плакатом, скульптурой, монументальной и станковой живописью, декоративно-прикладным искусством, иллюстрировал книги.
Ведущая тема творчества- образ современной молодежи. Автор картины "Девушка в футболке" (1932).
Лауреат дипломов Гран-При и золотых медалей международных парижских выставок (1925, 1937). Заслуженный деятель искусств РСФСР (1967).
Персональные выставки в Ленинграде ( 1963), Петербурге (1994) и Твери (1994).
"Я художник, живущий взволнованной эмоциональной жизнью, современностью" - так сформулировал свое творческое кредо А. Н. Самохвалов в биографической повести "Мой творческий путь". И действительно, современный художнику мир, строительство новой жизни, нового быта, миропознание сей минуты завораживали художника, стремящегося отразить свои впечатления.
Родился Самохвалов на тверской земле, где и провел детские годы. Он рано пристрастился к рисованию, под руководством школьного учителя писал этюды на природе.
В 1914 г. поступил на архитектурное отделение Высшего художественного училища при АХ. Постигая премудрости профессии архитектора, увлекся живописью, цветом.
В 1918 г. вынужден был прервать занятия и уехал в родной Бежецк, где участвовал в оформлении массовых празднеств, посвященных Октябрьской революции.
После возвращения в 1919 г. в Петроград Самохвалов поступает на живописный факультет ГСХМ, в мастерскую К. С. Петрова-Водкина. Пространственная система построения картины, разработанная Петровым-Водкиным, поиски соотношения цвета и формы увлекли начинающего художника. Выражение своего видения, ощущения динамики времени стало непреложным спутником Самохвалова.
Путешествие в 1921 г. в Самарканд и работу в экспедиции Института истории материальной культуры, в состав которой входил и К. С. Петров-Водкин, формирующийся художник переживал как перелом в своем мировоззрении и творчестве. Действительно, в работах самаркандского периода, а также выполненных по возвращении, можно видеть уже руку взрослого, самостоятельно мыслящего человека, вполне сложившегося художника ("Шахи-Зинда", "У источника. Самарканд", "Продавец воды", "Бессонница", "Афрасиаб", все 1921).
Столь же сильное впечатление произвело на Самохвалова участие в работах по реставрации Георгиевского собора в Старой Ладоге (1926), где он был пленен древнерусской фресковой живописью. Принимая практически безоговорочно строительство социалистического общества, Самохвалов активно включается в художественную жизнь государства, максимально сближая свои творческие задачи, открытия и откровения с "гущей народной". Именно ему принадлежит программное произведение советского искусства 1930-х гг. - "Девушка в футболке" (1932). В этом произведении воплотилось стремление художника к созданию образа современника, формировавшегося новым обществом "в труде, в подвиге", "в торжестве достигнутого", выразилось понимание своих живописных задач, реализовалось фресково-монументальное ощущение действительности. Можно восхищаться умением художника не польстить ни эпохе, ни натуре, умением выявить то главное, что позволяло современникам восторгаться созданным образом "духа времени", а нам, потомкам, видеть этот холодный, колючий взгляд не девушки, а строителя социалистического общества, жесткого и целеустремленного, чуждого всему человеческому.
Образ современника - молодого созидателя здоровой жизни - необычайно полно выразился в сюжетах искусства 1930-х гг., связанных с физкультурой, этим новым культом советского общества. И для Самохвалова "физкультура была радостью бытия, той радостью, которая накапливала потенциал преодоления трудностей в борьбе за построение новой жизни...". Достаточно вспомнить его договорную картину "Военизированный комсомол" (1932-33), серии работ, графических и живописных: "Физкультурницы" (1935), "Метростроевки" (1934-37).
В 1937 г. работа "Девушка в футболке" была включена в экспозицию Международной выставки в Париже и удостоена золотой медали. Тогда же за панно "Советская физкультура", выполненное для советского павильона, и за иллюстрации к "Истории одного города" М. Е. Салтыкова-Щедрина художник получает два Гран-при Международной выставки. "История одного города" была встречена и соотечественниками почти восторженно.
Редкая книга 1930-х гг. получала безоговорочное признание и удостаивалась рецензии с заголовком: "Шедевр полиграфического искусства" (газета "Вечерний Ленинград"). Книгой и книжной графикой Самохвалов занимался с 1925 г., сотрудничая с ленинградскими издательством "Радуга" и Детгизом. Не одно поколение советских читателей помнит героев его книжек-картинок "Ночные страхи" (1927, текст Н. Н. Асеева), "Водолазная база" (1928), "Мстительный Худжар" (1929).
С середины 1930-х гг. художника приглашают работать в театры. Он оформляет спектакли "Бесприданница" А. Н. Островского (режиссер О. А. Морщихин, 1935, ГБДТ, Ленинград), "Горячее сердце" А. Н. Островского и "Стакан воды" Э. Скриба (оба 1943, Академический театр драмы им. А. С. Пушкина, Ленинград) и др.
В 1950-х гг. Самохвалов создает серию портретов жены, пишет картину "В филармонии" (1956), пейзажи, среди которых особой лиричностью отличается небольшой холст "Аллея Керн", решенный в изысканной сине-зеленой гамме, пронизанный поэтическим лунным светом.
По-разному критики, современники оценивали и воспринимали творчество художника. Хотя и для почитателей его таланта, и для не приемлющих его творчество он был и остается певцом социалистического "рая". При жизни официально признанный, сумевший найти и выразить то, что хотел, узнаваемый, Самохвалов обладал своим стилем, видел красоту в современности.