По окончании Самарского института зерновых культур (1930) работал управляющим отделением Ленинского зерносовхоза Чапаевского района Средневолжского края, научным сотрудником Самарского Института экономики сельского хозяйства (1930–1933) и Безенчукской опытной станции (1933–1935), Уральской госселекстанции (1936–1937), заместителем директора по науке Уральской госселекстанции (1937–1949), начальником сортового управления Министерства сельского хозяйства СССР (1949–1950), директором Уральской госселекстанции (1950–1953), директором Казахского НИИ земледелия (1953–1957). С 1957 года директор Казахского (с 1961 — Всесоюзного) НИИ зернового хозяйства.
А. И. Бараев является автором более 300 научных трудов. При его активном участии происходило освоение целинных и залежных земель в Северном Казахстане и Западной Сибири. Освоение шло с применением распространенных в то время отвальных плугов, что вызывало на вспаханных землях ветровую эрозию. Бараев основал новое научное направление: почвозащитную систему земледелия и ее применения на практике для зон с ветровой эрозией почв. Для этих целей были разработаны специальный комплекс противоэрозионной техники и новая технология возделывания сельскохозяйственных культур. Большое внимание в своих исследованиях Бараев уделял чистому пару как главному условию повышения качества почв.