1940 г. он был назначен помощником командующего войсками Киевского Особого военного округа по ПВО. С началом Великой Отечественной войны генерал-майор А.И. Данилов и.д. начальника управления ПВО Юго-Западного фронта. В сентябре 1941 г. назначен начальником штаба 21-й армии. Организовал выход ее войск из окружения в районе г. Прилуки (Украина), затем с ней принимал участие в Харьковском сражении в мае 1942 г. С июня 1942 г. командовал этой же 21-й армией в составе Сталинградского (с 28 сентября 1942 г. – Донского) фронта. Ее войска стойко обороняли левый берег р. Дон на участке станица Клетская, Серафимович. С ноября 1942 г. и.д. начальника штаба 5-й танковой армии в составе вновь сформированного Юго-Западного фронта, которая участвовала в контрнаступлении под Сталинградом. С мая 1943 г. командовал 12-й армией Юго-Западного фронта третье формирование которой было осуществлено на базе 5-й танковой армии. С апреля по июнь армия находилась в резерве фронта, затем в августе была введена в первый эшелон, где сменив соединения и части 8-й гвардейской армии северо-восточнее Барвенково, прочно удерживала занимаемую полосу обороны. В ходе Донбасской наступательной операции войска армии под командованием генерал-лейтенанта А.И. Данилова нанесли поражение соединениям 1-й танковой армии противника, освободили г. Павлоград и во взаимодействии с 25-й стрелковой дивизией 6-й армии – г. Синельниково, вышли к р. Днепр севернее г. Запорожье, частью сил форсировали ее и завязали бои за населенный пункт Войсковое. В последующем он умело руководил соединениями армии при форсировании р. Днепр и овладении г. Запорожье. В ноябре 1943 г. после расформирования 12-й армии генерал-лейтенант А.И. Данилов был назначен командующим 17-й армией, расположенной на территории МНР вдоль границы с Китаем и оборонявшей советское Забайкалье. В августе – сентябре 1945 г. в ходе советско-японской войны 17-я армия под его командованием участвовала в Хингано-Мукденской наступательной операции Забайкальского фронта, в которой с блеском проявились боевой опыт командарма, полученный в Великой Отечественной войне, и полководческое искусство. В ночь на 9 августа 1945 г. соединения армии без артиллерийской и авиационной подготовки внезапно перешли в наступление. Преодолев вражеские заслоны, они к исходу дня продвинулись на глубину 50 км, а передовыми отрядами вышли в район оз. Табун-Нур, пройдя за сутки около 70 км. Затем, развивая наступление, во взаимодействии с советско-монгольской конно-механизированной группой (КМГ) войска армии под его командованием на третий день операции подошли к юго-западным отрогам хребта Большой Хинган. В ходе дальнейшего наступления на территории Маньчжурии они успешно преодолели этот горный хребет, отразили контратаки противника в районе г. Линьси (Китай) и к исходу 14 августа овладели рубежом Дабаншан, Цзинпэн. Всего за 6 дней боев соединения и части армии в трудных условиях пустынной и безводной местности продвинулись в глубь Маньчжурии почти на 400 км. Успешно действовали войска армии и в последующие дни. Только за 15 и 16 августа они преодолели расстояние
