Отечественный учёный, конструктор в области самолёто- и вертолётостроения, лётчик, профессор (1934), доктор технических наук (1937), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1947). Окончил Московскую школу авиации и курсы авиации при Императорском  техническом училище (1916), МВТУ (1922).

За боевые действия в 1-й мировой войне награждён 6 орденами России. В 1917–1918гг. – инструктор Качинской авиационной школы. С 1918г. по 1938г. работал в ЦАГИ, проектировал и строил аэродинамические трубы, первые советские самолёты (АК-1, «КОМТА»), вертолёты. 14 августа 1932г., испытывая вертолёт ЦАГИ 1-ЭА, Черемухин достиг высоты 605 м, превысив официальный мировой рекорд. С 1923г. преподавал в МВТУ, МАИ, Военно-воздушной академии РККА имени профессора Н.Е.Жуковского (ныне ВВИА). С 1936г. – главный инженер ЦАГИ.

Был необоснованно репрессирован и в 1937–1941гг. находился в заключении, работая при этом в ЦКБ-29 НКВД над самолётом Ту-2. В дальнейшем – в ОКБ А.Н.Туполева, с 1953г. – заместитель генерального конструктора (руководил комплексом расчётно-исследовательских и экспериментальных работ по прочности опытных самолётных конструкций).

Удостоен  Ленинской премии (1957), Государственной премии СССР (1949, 1952). Награждён 3 орденами Ленина, 2 орденами Трудового Красного Знамени, орденом Красной Звезды, медалями. В 1982г. ЦК ДОСААФ учредил переходящий приз – кубок А.М.Черемухина и медаль его имени за достижения в вертолётном спорте.