Как показывает описание боевого пути, Алексей Иванович Нестеренко являлся видным полководцем Великой Отечественной войны. В заключительных операциях войны под его командованием находилось 7 тяжелых бригад гвардейских минометов из 40 имевшихся в Советской Армии (17,5 %). 17 полков «катюш» из 115 в Советской Армии (14,8 %), т. е. 1/6—1/7 главной ударной мощи Советской Армии — реактивной артиллерии.

В боях А. И. Нестеренко проявлял ум, сметку, смелость, находчивость, изобретательность, инициативу, высокий профессионализм, умело использовал маневренность и ударную мощь нового оружия. Его 4 ГМП первым из гвардейских минометных полков награжден орденом Красного Знамени (13.3.42). Находясь на важнейших и опасных участках фронта, он не раз сталкивался в ближнем бою с танками и мотопехотой, попадал под пулеметный огонь и удары авиации. В боях был контужен (26.6.1941) у станции Говье в Западной Белоруссии, легко ранен в бою под городом Лисичанск Ворошиловградской области (28.11.1941) и при воздушном налете в кисть правой руки и в скулу, когда руководил понтонной переправой в Ростове-на-Дону (24.7.1942).

Благодаря отличному знанию техники и глубокому осмыслению опыта применения ее в боях много сделал для совершенствования техники и организации боя. Разработал и широко применял методы стрельбы прямой наводкой, всегда грамотно организовывал разведку противника, боевое охранение и прикрытие, боепитание частей и подразделений, гибко использовал подчиненные ему войска для нанесения максимального урона врагу в обороне и в наступлении.

После войны А. И. Нестеренко был заместителем командующего артиллерией Ленинградского военного округа, в мае 1946 г. назначен начальником создаваемого НИИ-4 МО Академии артиллерийских наук.