Алексей Локтев погиб 17 сентября 2006 года во время фестиваля в Благовещенске, куда приехал почетным гостем. После встречи со зрителями актер вместе с другими артистами возвращался обратно, однако водитель автомобиля выехал на перекресток слишком быстро. В результате столкновения Локтев получил черепно-мозговую травму и умер по дороге в больницу в возрасте 66 лет.
Широкую известность актеру принесла роль начинающего писателя Володи в фильме Георгия Данелии «Я шагаю по Москве». В центре сюжета — москвич Коля, который после ночной смены знакомится с монтажником из Сибири и помогает ему освоиться в столице. Вместе с другом Сашей, Володей и продавщицей Алёной он проводит день в Москве перед очередным выходом на работу.
Картина стала одним из самых заметных фильмов своего времени: в год премьеры ее посмотрели 20 млн зрителей, а главная песня превратилась в неофициальный гимн Москвы. Вместе с Локтевым в фильме сыграли молодые Никита Михалков, Евгений Стеблов и Галина Польских. Как отмечал «Аргументы и факты», среди исполнителей главных ролей именно Локтев имел наибольший профессиональный опыт: он окончил ГИТИС, уже снимался в кино и работал в Московском театре имени Пушкина.
На театральной карьере успех фильма, однако, почти не отразился. Локтев был связан с режиссером Борисом Равенских, учеником Мейерхольда, и в 1970-е последовал за ним в Малый театр, хотя к тому времени его супруга переехала в Москву и тоже получила место в Театре имени Пушкина. С будущей женой Светланой Лощининой, актрисой Ленинградского театра на Литейном, он познакомился в конце 1960-х на съемках «Семьи Коцюбинских».
После свадьбы Лощинина перебралась в Москву, у супругов родились две дочери. Со временем Локтев стал реже сниматься, начал злоупотреблять алкоголем, а после смерти Равенских в 1980 году ушел из Малого театра и вернулся в Ленинград, где стал работать в Театре имени Пушкина, ныне Александринском. Брак распался, Лощинина умерла от рака в 1988 году в возрасте 44 лет, а их дочь Александра позднее вышла замуж за лидера группы «Алиса» Константина Кинчева.
В 1989 году Локтев снова приехал в Москву и создал собственный театр, преимущественно антрепризный, со спектаклями на чужих площадках. Он сам ставил постановки о поэте Николае Рубцове и по произведениям Достоевского, но в кино почти перестал работать: последний фильм с его участием вышел в 1991 году. Актер продолжал принимать приглашения на кинофестивали, и одна из таких поездок привела его в Благовещенск; похоронили Локтева на Мытищинском кладбище под Москвой.