Після початку повномасштабного вторгнення російської федерації, старший солдат Анатолій Сіненко за власним бажанням був мобілізований до лав Державної прикордонної служби України та розпочав службу у підрозділах охорони державного кордону 25 прикордонного загону.

У травні 2024 року, був направлений для подальшого проходження служби до 3 прикордонного загону Державної прикордонної служби України, де виконував бойові завдання з відсічі збройної агресії російської федерації на Бахмутському напрямку Донецької області. Обіймав посаду інспектора прикордонної служби 3 категорії – помічника гранатометника першого відділення інспекторів прикордонної служби першої прикордонної застави другого відділу прикордонної служби (тип С) другої прикордонної комендатури швидкого реагування.

За час проходження служби старший солдат Анатолій Сіненко зарекомендував себе як справжній патріот, вірний військовому обов’язку, присязі та традиціям Державної прикордонної служби України. Особисто дотримувався військової дисципліни й вимагав цього ж від побратимів.

Під час виконання бойових завдань неодноразово проявляв виняткову хоробрість і самовідданість. Зокрема, 20 червня 2024 року, перебуваючи старшим на вогневій позиції «Голуб» поблизу північно-західної околиці н.п. Курдюмівка, незважаючи на отримане поранення в результаті скиду боєприпаса з ворожого дрона, організував оборону позиції. Особовий склад під його керівництвом зайняв бойові місця, вів спостереження, вживав заходів з наближення противника (близько 6 осіб) на вигідну відстань для відкриття вогню з групової зброї. Завдяки рішучим і вмілим діям під керівництвом військовослужбовця, а також злагодженій взаємодії з сусідніми підрозділами, штурм було відбито: ворог зазнав значних втрат та відступив (знищено 3 та поранено 1 окупанти). В подальшому прикордонника було евакуйована та після нетривалого лікування він повернувся в прикордонний стрій та продовжив виконання бойових завдань.

5 вересня 2024 року старший солдат Анатолій Сіненко був знову призначений старшим на вогневій позиції «Марк Твен», де підтвердив свої командирські здібності. Ворог неодноразово намагався наблизитися до позицій, однак під щільним кулеметним вогнем щоразу зазнавав втрат і відступав. Ворог також здійснював артилерійські та мінометні обстріли, а також атаки дронами.

1 жовтня 2024 року близько 16:30, унаслідок скиду гранати з ворожого БпЛА, Сіненко отримав важке поранення нижніх кінцівок. Побратими організували його евакуацію. Проте під час виведення пораненого з позиції противник хаотично обстрілював територію мінометним вогнем. Один з мінометних снарядів впав поруч із групою в результаті множинних осколкових поранень  старший солдат Анатолій Сіненко загинув.

За зразкову військову службу, проявлену мужність, самопожертву та вірність присязі у захисті суверенітету і територіальної цілісності України, старший солдат Сіненко Анатолій Васильович нагороджений орденом «За мужність» ІІІ ступеня (посмертно).