Доктор исторических наук, профессор, заведующий кафедрой истории России с древнейших времен до XX века, декан исторического факультета Санкт-Петербургского государственного университета (2001—2011 гг.).
Со студенческих лет вся научная деятельность А. Ю. Дворниченко связана с Санкт-Петербургским (Ленинградским) университетом. Его становление как ученого связано с именами выдающихся историков В. В. Мавродина и И. Я. Фроянова, чье влияние во многом определило круг интересов исследователя: древняя российская история, история Украины и Литвы, историография отечественной истории. В соавторстве с И. Я. Фрояновым им была написана книга «Города-государства Древней Руси» (1988), а творчеству В. В. Мавродина он посвятил отдельную монографию «Владимир Васильевич Мавродин. Страницы жизни и творчества» (2001).
Особое значение для исторической науки имела книга ученого «Русские земли Великого княжества Литовского (до начала ХVI в.). Очерки истории общины, сословий и государственности» (1993), ставшая основой его докторской диссертации. Различным аспектам изучения российской истории посвящены десятки научных статей, книги, разделы в целом ряде коллективных монографий, учебные пособия.
В течение многих лет А. Ю. Дворниченко читает в университете курсы по общей российской истории, историографии, истории Украины, исторической географии.