Июль — прорвался с подразделениями полка, с оружием и знаменем, из окружения к Мозырю и был направлен в резерв Западного фронта.
Август — в Алабине под Москвой сформировал один из первых восьми полков гвардейской реактивной артиллерии — 4-й гвардейский минометный полк (ГМП).
25 сентября — 4-й ГМП произвел первый залп у села Диканька Полтавской области. Здесь начался боевой путь полка.
1941, август — 1942, апрель — командир 4-го гвардейского минометного полка.
1942, март — приказом НКО № 00173 А. И. Нестеренко присвоено воинское звание «полковник».
20 апреля — назначен начальником инспекторского отделения штаба гвардейских минометных частей (ГМЧ) Красной армии.
Июль — назначен начальником оперативной группы ГМЧ Южного фронта.
7 декабря — постановлением Совета народных комиссаров присвоено воинское звание «генерал-майор артиллерии».
1942, сентябрь — 1943, апрель — начальник оперативной группы Закавказского и Северо-Кавказского фронтов, Черноморской группы войск Северо-Кавказского фронта.
1943, 28 августа — постановлением Совета народных комиссаров присвоено воинское звание «генерал-лейтенант артиллерии».
1944, 24 апреля — сентябрь — начальник оперативной группы Брянского фронта, 2-го Прибалтийского фронта.
1944, сентябрь — 1945, февраль — заместитель командующего артиллерией по ГМЧ 2-го Прибалтийского фронта.
1945, февраль — сентябрь — заместитель командующего артиллерией по ГМЧ Управления командующего Ленинградским военным округом.
1946, 24 мая — 1951, 18 сентября — начальник института реактивного вооружения Академии артиллерийских наук (НИИ-4).
1951, 14 марта — постановлением Совета министров СССР № 981 А. И. Нестеренко присуждена Сталинская премия 3-й степени за 1950 год в размере 50 тысяч рублей (на коллектив из семи человек). Премия вручена за выдающиеся изобретения и коренные усовершенствования методов производственной работы в области машиностроения, а реально — за исследования по высотной ракете и «высотному зонду», закончившиеся эскизным проектом системы для отработки приземления людей и животных, размещенных в кабине.
1951, сентябрь — 1953, 22 января — заместитель командующего артиллерией Белорусского военного округа.
1953, 22 января — назначен начальником факультета реактивного вооружения Военной артиллерийской инженерной академии им. Ф. Э. Дзержинского.
Апрель — возглавил Государственную комиссию по испытаниям ракетного комплекса с ракетой Р-11.
1955, 19 марта — 1958, 8 мая — начальник 5-го НИИП (полигон, ныне космодром Байконур). Руководил подготовкой и пуском первой МБР и первого в мире искусственного спутника Земли, за что награжден орденом Ленина и памятной медалью Президиума Академии наук СССР.
1956, 31 августа — утвержден членом Государственной комиссии по руководству испытаниями ракеты Р-7.
1958, 8 мая — 1966, 30 августа — член Научно-технического комитета Генерального штаба ВС по ракетной технике.
1961, 17 июня — за осуществление запуска первого в мире космонавта Ю. А. Гагарина награжден орденом Трудового Красного Знамени.
1966, 9 августа — уволен в запас.
1995, 18 июля — Алексей Иванович Нестеренко скончался. Похоронен на Кунцевском кладбище в Москве.
Байконур — память сердца… М., 2001.
Волков Е. Б. Полвека в ракетной науке. М., 2004.
Герчик К. В. Взгляд сквозь годы: О сослуживцах и однополчанах. М., 2004.
Главный строитель Байконура. М., 2004.
Глазами очевидцев. Воспоминания испытателей космодрома Байконур. Вып. 1–2. М., 1994–1997.
Голованов Я. К. Королев. Факты и мифы. М., 1994.
Задача особой государственной важности. Из истории создания ракетно-ядерного оружия и ракетных войск стратегического назначения (1945–1959): Сборник документов / Сост. В. И. Ивкин, Г. А. Сухина. М., 2010.
История Центрального научно-исследовательского института Министерства обороны Российской Федерации (1946–2006). М., 2010.
Конев И. С. Сорок пятый. М., 1970.
Космодром Байконур в начале пути (Очерки об испытателях, специалистах и строителях космодрома Байконур) / Под ред. К. В. Герчика. Байконур, 1992.
Космодром Байконур: 50 космических лет / Под общ. ред. Л. Т. Баранова. Караганда, 2005.
Костюченко Ю. В. Создатели Байконура. М., 2001.
Наровлянский Н. С. Так начинался Байконур. М., 1991.
Незабываемый Байконур / Под общ. ред. К. В. Герчика. М., 1998.
Неизвестный Байконур: Сборник воспоминаний ветеранов Байконура. М., 2001.
Нестеренко А. И. Краткий анализ боевого применения полевой реактивной артиллерии по опыту Великой Отечественной войны. — В кн.: Сборник докладов Академии артиллерийских наук. Вып. VI. 1949. С. 57–86.
Нестеренко А. И. Огонь ведут «Катюши». М., 1975.
Нестеренко А. И. Так начинался космодром. — В кн.: Ракеты и судьбы. М., 1999. С. 2–31.
Нечеса Я. В. Генералы Байконура. Краткий биографический справочник генералов, проходивших службу на космодроме Байконур в 1955–1998 гг. / Под общ. ред. М. Н. Фонина. Байконур, 1998.
Первов М. А. Рассказы о русских ракетах. Кн. 2. М., 2012.
Первый ракетный факультет: Воспоминания сотрудников и выпускников/ Авт.-сост. М. Д. Артамонов, В. И. Углов. М., 1998.
Порошков В. В. Ракетно-космический подвиг Байконура. М., 2007.
Пругло И. А. Первый начальник института // Спутник (г. Юбилейный Московской обл.). 1966. № 45, 46. 16, 23 ноября.
Ребров М. Сергей Павлович Королев. Жизнь и необыкновенная судьба. М., 2002.
Романов А. П., Борисенко И. Г. Отсюда дороги к планетам легли. 2-е изд., доп. М., 1986.
Рюмкин В. М. Поколение созидателей. — В кн.: Ракеты и судьбы. М., 1999. С. 190–205.
Ряжских А. А. Оглянись назад и посмотри вперед. Кн. 1–2. М., 2006.
Создатели ракетно-ядерного оружия и ветераны-ракетчики рассказывают / Под общ. ред. В. И. Есина. М., 2004.
Темнов В. Куда падают метеориты. — В кн.: Космодром в начале пути. М., 1992.
Тюлин Г. А. На пути к первой межконтинентальной. — В кн.: Ракеты и судьбы. М., 1999. С. 60–74.
Увековечен в памяти народной. К 100-летию со дня рождения А. И. Нестеренко // Спутник (г. Юбилейный Московской обл.). 2008. № 23. 29 марта.
