В Военно-Морском Флоте с 1975 года. В 1980 году с отличием окончил Высшее военно-морское училище имени М. В. Фрунзе. После окончания училища проходил службу на атомных подводных лодках Северного флота.

С июля 1992 по июль 1996 года  командовал атомной подводной лодкой К-461 «Волк».  В июле 1996 года назначен начальником штаба — заместителем командира дивизии, в сентябре 1998 года — командиром 24-й дивизии подводных лодок.

         В июне 1999 года с золотой медалью окончил Военно-морскую академию имени Н. Г. Кузнецова.

        В июле 2002 года — окончил Военную академию Генерального штаба Вооружённых сил Российской Федерации. По окончании академии назначен заместителем начальника штаба Северного флота.

        С октября 2005 года — начальник Главного управления глубоководных исследований Министерства обороны Российской Федерации.

 Герой Российской Федерации, награждён тремя орденами Мужества, орденом Красной Звезды, орденом «За морские заслуги», а также многими другими медалями.

28 ноября 2020 г. на Федеральном военном мемориальном кладбище состоялась церемония захоронения Героя Российской Федерации, вице-адмирала Буриличева Алексея Витальевича.