Алексей Маресьев прошел обучение в Читинской школе военных пилотов и в Батайском авиационном училище. В 1940 году, по окончании обучения, получив звание младшего лейтенанта, он был оставлен в училище в качестве летчика-инструктора.
С началом Великой Отечественной войны, в августе 1941 года Маресьева отправили в 296-й истребительный авиаполк ИАП) на Юго-Западный фронт. Первый боевой вылет он совершил 23 августа в Восточной Украине. В марте 1942 года пилота назначили командиром звена с переводом на Северо-Западный фронт в 580-й ИАП. Здесь он одержал свою первую победу: 1 апреля сбил немецкий военно-транспортный самолет Ju-52, а 4 апреля Маресьев сбил еще два аналогичных транспортника. В эти дни он летал в зону так называемого "Демянского котла", где в ходе наступления Красной Армии удалось окружить 2-й корпус 16-й армии вермахта. Попавших в котел немцев активно снабжали по воздуху десятки транспортных самолетов. Вот три из них и сбил Маресьев.
Но 5 апреля удача покинула летчика. Его Як-1 был сбит над лесом. Маресьеву, однако, удалось увести падающий самолет за линию фронта, на территорию, контролируемую советскими войсками. Як-1 упал в лесу, всего в 4 километрах от деревни Рабежа. Но, по всей видимости, никто из жителей деревни этого не заметил. И началась 18-дневная эпопея выживания пилота, получившего тяжелые ушибы (и, вероятно, сотрясение мозга) при падении. Маресьев ползком стал продвигаться на восток, ориентируясь по солнцу. Несмотря на то, что наступил апрель, погода была холодной, а ночью заметно подмораживало. Естественно, никакой провизии у пилота не было, он питался тем, что мог найти в лесу и на болотах. Делать это было очень сложно: толщина снежного покрова той весной была не меньше метра. Однажды Маресьева увидели жители деревни Плав, но забрать его не решились, поскольку на их вопросы он не смог ответить, и деревенские подумали, что перед ними немец. Позже его обнаружили двое местных мальчишек. Имена их известны, это были Саша Вихров и Сережа Малин. Они побежали в деревню и позвали на помощь деда Малина, который снарядил для перевозки едва живого и крайне истощенного летчика подводу.
Здесь каноническая история спасения Маресьева имеет некий провал. Просто сообщалось, что за ним прилетел самолет. Но каким образом военные власти узнали, что в глухой лесной деревне нашли сбитого летчика? Современные исследователи считают, что кто-то из местных сообщил о нем в НКВД.
Тем не менее, для Маресьева это закончилось благополучно: его отправили в госпиталь в Москву. С этого момента начался второй его подвиг - возвращение в небо. Хотя поначалу его сочли безнадежным: ноги были поражены гангреной, прогрессировало заражение крови. Врачи думали, что со дня на день летчик умрет. Но Маресьеву опять повезло: его взялся лечить профессор Николай Теребинский, выдающийся хирург. Он сделал пилоту операцию, ампутировав ступни, а затем следил за его выхаживанием. Со временем Маресьев научился не только ходить, но и танцевать на протезах.
Дальнейшее уже известно многим благодаря книге Бориса Полевого "Повесть о настоящем человеке" и одноименному художественному фильму. Маресьев со временем убедил медкомиссию, что готов вернуться в строй и летать как прежде. 19 июля 1943 года в районе Курской дуги Алексей Маресьев открыл новый счет сбитым самолетам врага: уничтожил пикирующий бомбардировщик Ju-87. До марта 1945 года он сбил еще 6 вражеских машин. Таким образом, его личный счет за годы войны составил 10 самолетов врага. Алексею Маресьеву присвоили звание Героя Советского Союза. К тому времени с такой необычной биографией он уже стал очень знаменитой личностью. И командование решило больше не рисковать его жизнью, отозвав с фронта и назначив на должность инспектора-летчика вузов Главного управления обучения, формирования и боевой подготовки ВВС РККА.
После войны Маресьев был задействован также в военно-патриотической работе по воспитанию молодежи, многократно приглашался на разные значимые и пафосные мероприятия международного звучания. Как рассказывают близкие и друзья легендарного пилота, эта деятельность его, человека скромного по натуре, сильно тяготила.
Алексей Маресьев скончался 18 мая 2001 года, прожив 85 лет.