Γεννήθηκε στα Ιωάννινα το 1790. Αναγκάστηκε νέος να εγκαταλείψει την Ελλάδα και να μεταναστεύσει στη Ρωσία όπου ο πατέρας του ήταν έμπορος. Το πραγματικό του επώνυμο ήταν Τεκελής ή Τσάκαλος. Ένα μικρό διάστημα βρέθηκε στο Παρίσι για σπουδές, όπου μάλιστα συμμετείχε στην ίδρυση του «Ελληνόγλωσσου Ξενοδοχείου», μυστικής εταιρίας με εκπαιδευτικούς και πατριωτικούς στόχους συνδεδεμένης με την Μεγάλη Ανατολή της Γαλλίας.
Στη συνέχεια μετέβη στη Βιέννη της Αυστρίας, όπου ήλθε σε επαφή με τον επίσης τέκτονα Ιωάννη Καποδίστρια, ο οποίος ήταν τότε υπουργός Εξωτερικών του Τσάρου. Τελικώς, κατέληξε στη Μόσχα, όπου γνώρισε τους τέκτονες Νικόλαο Σκουφά και τον Εμμανουήλ Ξάνθο.
Τον Ιούλιο του 1818, ο Αθανάσιος Τσακάλωφ έφτασε στην Οδησσό, σημαντικό λιμάνι και οργανωμένη ελληνική παροικία του Ευξείνου Πόντου, όπου είχε σε σημαντική δράση και συνέβαλε στην μεθοδικότερη οργάνωση της Εταιρείας. Κατόπιν ακολούθησε τον τέκτονα Άνθιμο Γαζή, σημαντικότατο μέλος της Φιλικής Εταιρείας, στην Κωνσταντινούπολη, όπου συνέχισε την κατήχηση νέων μελών, και σε αλλεπάλληλα ταξίδια στη Σμύρνη, στη Μακεδονία, στη Θράκη, φθάνοντας μέχρι και την ανατολική Θεσσαλία.
Αμέσως μετά την έκρηξη της επανάστασης, πήγε στις παραδουνάβιες ηγεμονίες, εκεί όπου είχαν ήδη ξεκινήσει οι πρώτες μάχες. Ανέλαβε υπασπιστής του Αλέξανδρου Υψηλάντη στον Ιερό Λόχο και μετά την καταστροφή του Δραγατσανίου κατάφερε να επιστρέψει και να πολεμήσει στην Ελλάδα. Μετά το τέλος της Επαναστάσεως και την τελική απελευθέρωση της Ελλάδας από τον τουρκικό ζυγό, την περίοδο του πρώτου κυβερνήτη της χώρας, του Ιωάννη Καποδίστρια, ο Τσακάλωφ υπηρέτησε στο στρατιωτικό λογιστικό του Γενικού Φροντιστηρίου και εμφανίστηκε ως πληρεξούσιος Ηπείρου στην Εθνοσυνέλευση του Άργους.
Το καλοκαίρι του 1832 έφυγε από την Ελλάδα και εγκαταστάθηκε στη Ρωσία, στη Μόσχα, όπου και έζησε μέχρι το 1851. Υπάρχει η πληροφορία πως εκεί παντρεύτηκε και απέκτησε παιδιά. Για να τον τιμήσει, το ελληνικό κράτος έδωσε το όνομα του σε κεντρικό δρόμο στο κέντρο της Αθήνας και συγκεκριμένα στο Κολωνάκι που καταλήγει στην πλατεία Φιλικής Εταιρείας.