Vaikystėje mokėsi groti fortepijonu, akordeonu, smuiku, obojumi, kornetu, vėliau ir saksofonu. Prieš I pasaulinį karą baigė Sankt Peterburgo komercijos mokyklą, studijavo Kalnų inžinerijos institute, mokėsi vokalo Sankt Peterburgo konservatorijoje. 1920 atvažiavo į Kauną, grojo Valstybės teatro operos orkestre, dainavo chore, dalyvavo pirmajame operos Traviata pastatyme. 1922 tęsė vokalo studijas Leipcigo konservatorijoje. Nuo 1924 dirbo Liepojos operos teatre, sukūrė pagrindinių ir antraeilių tenoro vaidmenų. Apie 1929 grįžo į Kauną. Iki 1933 dirbo Valstybės operos teatre. Susidomėjęs populiariąja muzika netrukus tapo vienu ryškiausių šio žanro artistų. Dainavo restoranuose Metropolis ir Versalis, Makso Konrado kavinėje. Dalyvavo pirmosiose tiesioginėse Lietuvos radijo transliacijose.
Vertėsi ir kita veikla; buvo įsteigęs pieno perdirbimo įmonę, saldumynų fabrikėlį
Ada. 4 dešimtmečio viduryje suorganizavo džiazo orkestrą ir pats jame grojo saksofonu. Propagavo tuomet negausius lietuvių autorių Kajetono Leipaus, Leonardo Lechavičiaus,
S. Gailevičiaus, N. Naikausko kūrinius vadinamajai mažajai scenai. Iš kitų Lietuvos pramoginės muzikos artistų dainininkų A. Dvarionas išsiskyrė nepriekaištinga dikcija, muzikalumu bei pramoginės muzikos stiliaus pojūčiu.
II pasaulinio karo metais Dvarionas vadovavo Kauno teatrui Varjetė, dalyvavo jo programose. 1944 pasitraukė į Vakarus. Kopenhagoje vadovavo lietuvių chorui. 1948 apsigyveno Kanadoje, Toronte vargonininkavo, dirigavo lietuvių chorui.