в академию. Перед поступлением в академию А. И. Нестеренко получил первое персональное воинское звание старший лейтенант (24.1.1936) — три красных эмалированных «кубика» на петлицах. (Персональные воинские звания были установлены Постановлением ЦИК и СНК СССР от 28.9.1935 г.). После академии, в апреле 1939 г., майор Нестеренко (две «шпалы» в петлицах) назначен командиром 170-го артполка 37-й стрелковой дивизии (г. Речица, Белорусский военный округ). В июле 1939 г. полк был поднят по тревоге и в составе 37-й стрелковой дивизии направлен на Халхин-Гол, но в связи с быстрым завершением боевых действий, был остановлен в Омске и оставлен вместе с дивизией в составе СибВО. В том же, 1939 г. артполк в составе той же дивизии был переброшен на петрозаводское направление и под командованием майора Нестеренко участвовал в Финской войне 1939–1940 гг. За успешные наступательные бои Нестеренко был награжден орденом Красной Звезды.

Великую Отечественную войну майор Нестеренко встретил с этим же полком в Белоруссии на Западном фронте, где уже 23 июня отражал прорыв фашистских танковых колонн у деревни Товстюны, 35 км северо-западнее Лиды. Встречный бой был тяжелый, неравный, но и враги понесли немалые потери. С боями приходилось отступать перед превосходящими силами противника. В июле Нестеренко прорвался с подразделениями полка, в полной форме, с оружием и Знаменем, из окружения к Мозырю, после чего был направлен в резерв Западного фронта. По дороге в Москве побывал в ЦК партии и в оперативном отделе Генштаба, для которых написал докладную записку с изложением опыта боев и своими соображениями. В августе 1941 г. в лагерях 1-го Московского Краснознаменного артиллерийского училища им. Л. Б. Красина в Алабино под Москвой формировал 4-й гвардейский минометный полк реактивной артиллерии Резерва Верховного Главнокомандования в числе первых восьми формируемых полков «катюш».