1954 г. — «Большая семья» (Алексей Ильич Журбин). «Ленфильм», реж. И. Хейфиц
1955 г. — «Дело Румянцева» (Саша Румянцев). «Ленфильм», реж. И. Хейфиц
1955 г. — «Михайло Ломоносов» (рыжий мужик). «Ленфильм», реж. А. Иванов
1955 г. — «Мать» (Павел Власов). Киевская киностудия, реж. М. Донской
1957 г. — «Летят журавли» (Борис Федорович Бороздин). «Мосфильм», реж. М. Калатозов
1958 г. — «Дорогой мой человек» (Владимир Афанасьевич Устименко). «Ленфильм», реж. И. Хейфиц
1960 г. — «Дама с собачкой» (Дмитрий Дмитриевич Гуров). «Ленфильм», реж. И. Хейфиц
1961 г. — «Девять дней одного года» (Дмитрий Гусев). «Мосфильм», реж. М. Ромм
1963 г. — «День счастья» (Александр Николаевич Березкин). «Ленфильм», реж. И. Хейфиц
1964 г. — «Свет далекой звезды» (Петр Степанович Лукашев). «Мосфильм», реж. И. Пырьев
1966 г. — «Три толстяка» (канатаходец Тибул). «Ленфильм», Первое творческое объединение, реж.: А. Баталов, И. Шапиро
1966 г. — «В городе С.» (Шергов). «Ленфильм», реж. И. Хейфиц
1967 г. — «Седьмой спутник» (комиссар). «Ленфильм», реж.: Г. Аронов, А. Герман
1968 г. — «Живой труп» (Федор Васильевич Протасов). «Ленфильм», реж. В. Венгеров
1969 г. — «Внимание, черепаха!» (дедушка Тани Самохиной). «Мосфильм», Творческое объединение «Юность», реж. Р. Быков
1970 г. — «Бег» (Сергей Павлович Голубков). «Мосфильм», Творческое объединение писателей и киноработников, реж.: А. Алов и В. Наумов
1971 г. — «Красный дипломат. Страницы жизни Леонида Красина» (эпизод). «Ленфильм», реж. С. Аранович
1973 г. — «Возврата нет» (Алексей Владимирович Егоров). «Мосфильм», реж. А. Салтыков
1974 г. — «Чисто английское убийство» (доктор Ботвинк). «Мосфильм», Творческое объединение «Телефильм», реж. С. Самсонов
1975 г. — «Звезда пленительного счастья» (князь Сергей Петрович Трубецкой). «Ленфильм», реж. В. Мотыль
1975 г. — «Рикки-Тикки-Тави» (Роберт Лоусон). Центрнаучфильм (СССР), Общество детских фильмов Индии (Индия), реж.: А. Згуриди, Н. Клдиашвили
1976 г. — «Гореть, чтобы светить» (Савин). BNT, реж. Н. Чернев
1978 г. — «Поздняя встреча» (Сергей Иванович Гущин). Свердловская киностудия, реж. В. Шредель
1979 г. — «Москва слезам не верит» (Георгий Иванович). «Мосфильм», Второе творческое объединение, реж. В. Меньшов
1983 г. — «Скорость» (Игорь Владимирович Лагутин). «Ленфильм». Первое творческое объединение, реж. Д. Светозаров
1984 г. — «Время отдыха с субботы до понедельника» (Павел). «Мосфильм». Первое творческое объединение, реж. И. Таланкин
1986 г. — «Зонтик для новобрачных» (Дмитрий Павлович Красков). «Мосфильм», реж. Р. Нахапетов
1986 г. — «Досье человека в „Мерседесе“» (Сергей Владимирович Григорьев). Киностудия им. М. Горького, реж. Г. Николаенко
1990 г. — «Похороны Сталина» (отец Жени). CZT, Госкино, «Мосфильм», Слово, реж. Е. Евтушенко
1991 г. — «Полтергейст-90» (профессор Вильницкий). Студия «Странник», ТПО «Одесса», реж.: В. Семернин, Б. Загряжский
1998 г. — «Чехов и Ко» (Петр Сергеевич). Телекомпания «ВИР» и МХАТ им. А. П. Чехова, реж.: З. Ройзман, Д. Брусникин, А. Феклистов
2006 г. — «Карнавальная ночь 2, или 50 лет спустя» (камео). Телекомпания «ВИР», Первый канал, Гулливер, реж. Э. Рязанов
Награды России и СССР
• Герой Социалистического Труда (1989)
• Заслуженный артист РСФСР (1964)
• Народный артист РСФСР (1969)
• Народный артист СССР (1976)
• Орден «За заслуги перед Отечеством» II степени — за выдающийся вклад в развитие отечественной культуры, многолетнюю творческую и педагогическую деятельность (2008)
• Орден «За заслуги перед Отечеством» III степени — за выдающийся вклад в развитие отечественного киноискусства (1998)
• Два ордена Ленина (1967, 1989)
• Императорский орден Святой Анны II степени (Российский Императорский Дом, 2012)
Иностранные награды
• Орден «Кирилл и Мефодий» (НРБ)
Премии
• Государственная премия СССР — за исполнение роли Георгия Ивановича (Гоши) в фильме «Москва слезам не верит» (1981)
• Государственная премия РСФСР имени братьев Васильевых — за исполнение роли Дмитрия Алексеевича Гусева в фильме «Девять дней одного года» (1966)
• Премия Ленинского комсомола (1967) — за создание образов советского молодого человека в фильмах «Дорогой мой человек» (1958), «Летят журавли» (1957), «Девять дней одного года» (1961) и др.
• Государственная премия Российской Федерации (2005)
• Премия Президента России в области литературы и искусства за 1999 год (2000)
• Премия города Москвы в области литературы и искусства (2009)
Общественные награды
• МКФ в Канне (1955, Приз лучшему актерскому составу, фильм «Большая семья»)
• МКФ актеров кино «Созвездие» (1992, Специальный приз «За выдающийся вклад в профессию»)
• ОРКФ «Кинотавр» в Сочи (1997, Приз Президента России «За вклад в российское кино»)
• Премия «Кинотавр» в номинации «Премии за творческую карьеру» (1997)
• Премия «Юнона» (1997)
• Национальная премия Российской академии кинематографических искусств «Ника» в номинации «Честь и достоинство» (2001)
• Премия «Кумир» в номинации «За высокое служение искусству» (2003)
• Премия имени Б. Ш. Окуджавы (2003)
• Премия «Триумф» (2003)
• Орден Петра Великого (АБОП, 2003)
• Памятная медаль, учрежденная МХТ к 150-летию А. П. Чехова (2005)
• ММКФ (Премия «За вклад в мировой кинематограф», 2007)
• Международная премия Андрея Первозванного «За веру и верность» (2007)
• Международная общественная премия «Хрустальный подсолнух» в номинации «Символ добра» (Дом приемов Президента РФ, 2007)
• 17-й Международный кинофестиваль «Золотой витязь» (Золотая медаль С. Ф. Бондарчука в номинации «За выдающийся вклад в кинематограф», 2008)
• Приз «Признание поколения» на кинофестивале ВГИКа (первый обладатель) (2008)
• Крест Александра I Благословенного (Фонд развития и возрождения исторических традиций «Имперское наследие», 2014)
• В 2003 году Глава Российского Императорского Дома Ее Императорское Высочество Государыня Великая Княгиня Мария Владимировна пожаловала Алексею Баталову потомственное дворянство
• В 2008 году имя Алексея Баталова было присвоено Бугульминскому государственному русскому драматическому театру (Татарстан)