1965 war er mit 13 Jahren der jüngste Spieler der UDSSR-Junioren-Meisterschaft in Moskau, wo er 4,5 Punkte aus 8 Partien erzielte. Bei Simultanveranstaltungen remisierte der 13 jährige gegen Kortschnoj und Spassky. Im selben Jahr zog seine Familie nach Tula, Russland.

Im Januar 1966 belegte er den 6.Platz bei der UDSSR-Junioren-Meisterschaft in Moskau. Im August wurde er mit 15 Jahren und 2 Monaten Russlands jüngster Meister. Er nahm an seinem ersten internationalen Schachturnier im Dezember 1966 in Trinec, Jugoslawien teil und gewann das Turnier.

1967 wurde er fünfter in der UDSSR-Junioren-Meisterschaft in Moskau. Im Dezember gewann er die Europäische Junioren-Meisterschaft in Groningen, Niederlande.

Im September 1968 begann er an der Moskauer Universität Mathematik und Mechanik zu studieren. Semion Furman wurde während dieser Zeit sein Schachtrainer.

Im Mai 1969 wechselte Anatoly zur volkswirtschaftlichen Fakultät der Leningrader Universität, wo er Volkswirtschaft, Englisch und Spanisch studierte. Er interessierte sich auch für Politik und mit 18 Jahren wurde er als Abgeordneter zum 17.Kongress des Komsomol gewählt und wurde Mitglied des Zentralkomites.

Im August 1969 gewann er in Stockholm die Jugendweltmeisterschaft. Er erzielte dabei ein Ergebnis von 10 Punkten aus 11 Partien. So wurde er mit 18 Jahren Internationaler Meister.

Im Juni 1970 teilte er den 4.Platz bei einem internationalen Turnier in Caracas, Venezuela und erzielte eine Großmeisternorm. 1970 wurde ihm auf dem FIDE-Kongress in Siegen im Alter von 19 Jahren der Großmeistertitel verliehen. Er war damals der jüngste Großmeister der Welt.

Im Januar 1971 war seine FIDE-Elozahl 2540. Im September 1970 belegte er den 4.Platz bei der 39.Meisterschaft der UdSSR in Leningrad. Im November teilte er sich mit Leonid Stein den 1.Platz beim Aljechin-Gedenkturnier in Moskau. Im Dezember wurde er zusammen mit Kortschnoj geteilter Erster in Hastings.

1972 war Anatoly's FIDE-Elozahl 2630. Im November 1972 teilte er den 1.Platz in San Antonio mit Petrosjan und Portisch.

Karpov beendete sein Studium an der Universität Leningrad. Seine Dissertation trug den Titel: "Freizeit und ihre volkswirtschaftliche Bedeutung im Sozialismus." Schach fand darin jedoch keine Erwähnung.

1973 war Karpov's FIDE-Elozahl bei 2660. Im Februar 1973 wurde er Zweiter in Budapest. Danach wurde er im Juni geteilter Erster beim Interzonenturnier in Leningrad zusammen mit Kortschnoj. Im Oktober wurde er geteilter Zweiter bei der 41.UDSSR-Meisterschaft in Moskau. Im November gewann er in Madrid. Er gewann 1973 den Schachoscar und wurde in Russland unter die zehn besten Sportler des Jahres gewählt.

1974 war Karpov's FIDE-Elozahl auf 2700 geklettert. Er besiegte Polugajevsky, Spassky und Kortschnoj bei den Kandidatenzweikämpfen. Im Juni erzielte er bei der Schacholympiade 12 Punkte aus 14 Partien. Er erreichte eine Goldmedaille und das beste Ergebnis am 1.Brett. Karpov wurde der offizielle Herausforderer für Bobby Fischer um die Schachweltmeisterschaft. 1974 erhielt er wiederum den Schachoscar.

Nachdem Bobby Fischer sich geweigert hatte, seinen Titel zu verteidigen, wurde Anatoly Karpov am 24 . April 1975 von FIDE-Präsident Max Euwe formell zum 12.Weltmeister gekrönt. Karpov's Elozahl betrug zu diesem Zeitpunkt 2705. Im Juni gewann er das 3.Vidmar-Gedenkturnier in Jugoslawien. Auch 1975 wurde ihm wieder der Schachoscar verliehen.

Im Februar 1976 gewann er das Turnier von Skopje, im Mai Amsterdam. Im Juli belegte er den 2.Platz in Manila. Dann gewann er im August Montilla, Spanien und im November die 44.UDSSR-Meisterschaft in Moskau. Wiederum wurde ihm 1976 der Schachoskar verliehen.

1977 gewann Karpov die Turniere von Bad Lauterberg, Las Palmas, Bristol und Tilburg. und wieder wurde ihm der Schachoskar zuerkannt.

1978 hatte sich Karpov's Elozahl auf 2725 erhöht. Im Februar gewann er Bogojno, Jugoslawien. Im Juli verteidigte er seinen Weltmeister-Titel gegen Viktor Kortschnoj in Baguio auf den Philippinen. Karpov gewann mit 6 Siegen, 21 Unentschieden und 5 Niederlagen. Im selben Jahr wurde Karpov in der Sowjetunion zum Sportler des Jahres gewählt. Präsident Breschnjew dekorierte ihn persönlich.

1979 gewann Karpov Montreal, Waddinxveen und Tilburg. Alle drei Turniere waren Kategorie 15 Ereignisse (Elodurchschnitt über 2600). Auch 1979 erhielt er den Schachoskar.

1980 gewann er Bad Kissingen, Bogojno, Amsterdam und Tilburg und er erhielt wieder den Schachoskar.

1981 gewann Karpov Linares und Moskau. Im Oktober 1981 verteidigte er seinen Weltmeistertitel wiederum gegen Kortschnoj. Diesmal in Meran, Italien. Er gewann das Match mit 6 Siegen, 10 unentschieden und 2 Verlusten. Und wieder erhielt er den Schachoskar.

1982 gewann er London, Hamburg, und Tilburg.

Im April 1983 gewann er die 50.UDSSR-Meisterschaft. Später siegte er im selben Jahr in Hannover und Tilburg.

1984 gewann Karpov in Oslo und London. Im September 1984 begann er sein Marathon-Match mit Gary Kasparov um die Weltmeisterschaft. Sieger sollte sein, wer zuerst 6 Partien gewonnen hatte. Nach 5 Siegen, 40 Unentschieden und 3 Niederlagen stoppte FIDE Präsident Campomanes das Match nach 5 Monaten Spielzeit. Karpov erhielt auch 1984 den Schachoskar.

Im August 1985 gewann Karpov in Amsterdam, bevor er den abgebrochenen und neu angesetzten Weltmeisterschaftskampf mit Kasparov wieder aufnahm. Diesmal gewann Kasparov. Karpov gewann hierbei 3 Partien, spielte 16 mal unentschieden und verlor 5 Partien. Diesmal war das in Moskau stattfindende Match auf 24 Partien begrenzt worden.

1986 gewann Karpov Brüssel und Bugojno , bevor im Juli der Rückkampf mit Kasparov in London und Leningrad startete. Wieder verlor Karpov. Diesmal mit 4 Siegen, 15 Unentschieden und 5 Verlusten.

1987 gewann Karpov Amsterdam und Bilbao. Im Kandidatenfinale besiegte er Sokolov und erwarb das Recht, den Weltmeister erneut herauszufordern. Er spielte gegen Kasparov im Oktober in Sevillia, Spanien. Der Kampf endete Unentschieden nach 4 Siegen, 16 Remisen und 4 Niederlagen. Kasparov hatte damit seinen Titel verteidigt.

1988 gewann Karpov Wijk aan Zee, Brüssel, Tilburg, und die Aktivschach-Weltmeisterschaft in Mexiko (Partien mit 15 Minuten Bedenkzeit). Er teilte sich mit Kasparov die UDSSR-Meisterschaft 1988.

1989 gewann er in Skelleftea. Er wurde erneut Herausforderer des Weltmeisters, nachdem er in den Kandidatenzweikämpfen 1990 Hjartarson, Jussupov und Timman besiegt hatte.

Im Juli 1990 gewann er Biel , bevor das Match gegen Kasparov begann. Dieses fand im Oktober 1990 in New York und Lyon statt. Wiederum gewann Kasparov . Ergebnis: 12,5 zu 11,5.

1991 gewann Karpov Reggio Emilia und Reykjavik und besiegte Anand in den Kandidatenzweikämpfen.

Im April 1992 verlor Karpov das Semifinalmatch der Kandidatenzweikämpfe gegen Nigel Short und schied aus dem Rennen um die FIDE-Weltmeisterschaft aus.

Aber 1993 weigerten sich Kasparov und Short, ihr Weltmeisterschaftsmatch unter der Oberhoheit der FIDE zu spielen. Daraufhin erkannte die FIDE im März 1993 Kasparov den Weltmeistertitel und Short den Status des Herausforderers ab. Die FIDE erklärte, Karpov und Timman würden stattdessen um die Weltmeisterschaft spielen. Im September 1993 besiegte Karpov Jan Timman im Kampf um die FIDE-Weltmeisterschaft. Karpov war damit wieder FIDE-Weltmeister. Seine Elozahl war 2760.

Im März 1994 gewann Karpov in Linares (Elodurchschnitt war 2685) . Er erzielte eine Performance von 2985.

Im Februar 1995 besiegte Karpov Gelfand im FIDE Semifinale in Indien. Im April gewann er Monte Carlo und im Dezember gewann er das Kategorie 17 Turnier von Groningen.

Im Juli 1996 besiegte Karpov Gata Kamsky im Kampf um den FIDE Weltmeistertitel in Elista, Russland. Er gewann 10,5 zu 7,5.

Karpov war der erste Schach-Millionär. Vor dem Zusammenbruch der Sowjetunion war er außerdem Mitglied der Obersten Sowjet-Kommission für auswärtige Angelegenheiten und Präsident des Sowjet-Frieden-Fonds.