В дальнейшем эта фигура высшего пилотажа была включена в курс обучения лётчиков-истребителей, что расширило маневренные возможности самолёта в бою и уменьшило число жертв в авиации.

До первой мировой войны учился в Морском кадетском корпусе (1906—1908), затем работал на авиационном заводе С. Щетинина в Петербурге, одновременно занимался в лётной школе. На планёрах собственной конструкции поднимался в воздух. В 1911 году получил диплом пилота-авиатора. В 1912 году — инструктор в Севастопольском аэроклубе.

Участник 1-й мировой войны, служил в 18-м корпусном авиационном отряде, совершил около 200 разведывательных полётов. С 1916 года лётчик 8-го истребительного авиационного отряда, успешно провёл 18 воздушных боёв. Осенью 1916 года Арцеулов впервые в истории русской авиации намеренно ввёл самолёт в штопор и вывел его из этого состояния. В дальнейшем эта фигура высшего пилотажа была включена в курс обучения лётчиков-истребителей, что расширило маневренные возможности самолёта в бою и уменьшило число жертв в авиации.

Когда началась Первая мировая война, Алексей Черёмухин поступил вольноопределяющимся в 13-й авиационный отряд в действующей армии. В июне 1915 года был направлен в школу авиации Императорского Московского общества воздухоплавания, по окончании которой был направлен на юго-западный фронт в 4-й Сибирский корпусной авиационный отряд. Всего до конца войны им было выполнено 140 боевых вылетов, связанных с разведкой, корректировкой огня и истребительным прикрытием.

После Октябрьской революции участвовал в организации Центрального аэрогидродинамического института и в проектировании двухмоторного триплана КОМТА (1922—1923) и пассажирского самолета АК-1 (1922—1924). В 1927 году ему было поручено руководство работами ЦАГИ по винтовым аппаратам (геликоптерам и автожирам): он стал руководителем «геликоптерной группы». Результатом работы этой группы стал аппарат ЦАГИ-1ЭА, совершивший свой первый полёт в сентябре 1930 года. А. М. Черёмухин не только проектировал и строил первый советский геликоптёр, но и испытывал его; 14 августа 1932 года А. М. Черёмухин установил на нём мировой рекорд высоты полёта — 605 м.

Благодаря ему в начале войны были сохранены железнодорожные войска, а в ее конце не совершен необдуманный переход на западноевропейскую колею.