В 1896...1916 работал в мастерской Сафонова.
Занимался настенной росписью церквей в Троице-Сергиевой лавре, в Калязине, Петергофе, Костроме.
В 1916 призван в армию.
Расписывал стены казарм в Орле военно-учебными мотивами.
В 1917 вернулся в Палех, но работы не было.
Чтобы избежать голода с семьёй переехал в Пермскую губернию.
Работал грузчиком дров на Каме, табельщиком в паровозном депо на станции Янаул.
В 1921 опять вернулся в Палех.
Занимался росписью деревянных изделий, крестьянствовал.
В 1925 вступил в Артель древней живописи. Учителя - И.И.Голиков и И.М.Баканов.
С 1928 года преподавал в профтехшколе (позднее - Палехском художественном училище).
В 1947 в составе бригады художников во главе с Н.М.Зиновьевым участвовал в выполнении реставрации фресок Успенского собора в Москве.
Произведения А.И.Ватагина отличает композиционная простота, чёткость силуэтов, локальность цвета, выразительность контуров, скупое, но уместное применение золота. Самую первую его самостоятельную работу - "Демонстрация в деревне" - приобрела Третьяковская галерея. Занимался монументальной живописью, реставрацией (фрески Успенского собора Московского Кремля (1946)), книжной иллюстрацией. Тематика произведений: история, литература, жанровые сцены, охота, битвы.
Участвовал в выставках с 1925.
Работы хранятся в музеях: ГМПИ, ГТГ, ВМДПиНИ, МНИ, ЗГИХМЗ, Ивановском ОХМ, НГХМ, Ярославском ХМ, Всероссийском музее А.С.Пушкина "Мойка 12", ГМЭНР, ЦМВС, КМРИ.