В детстве был достаточно активным ребенком, пробовал заниматься разными видами спорта. Ходил в секции спортивной гимнастики и плавания.
В 6 лет увидел по телевизору матч сборных России и Швеции на чемпионате мира и загорелся хоккеем.
Алексей Потемин является воспитанником хоккейной школы города Пенза. Свою профессиональную карьеру начал в Пензе и в общей сложности провел за пензенские команды 12 полноценных сезонов. За это время вместе с командой 5 раз доходил до полуфинала плей-офф «Высшей лиги» чемпионата страны.
Профессиональный дебют в составе «Дизелиста» состоялся в сезоне 2000/01 годов. Следующий сезон (2001/02), на тот момент, подающий надежды, Алексей Потемин провел вместе с основой «Дизеля». Однако, тренерский штаб во главе с
Юрием Воробьевым, который принял команду во втором круге, нападающий не убедил и следующие три сезона Потемин провел в Лениногорске республики Татарстан. Местный «Нефтяник», также как и «Дизель», выступал в зоне «Запад» «Высшей лиги» чемпионата России. Вместе с «нефтяниками» трижды выходил в плей-офф, но других особенных достижений за 3 сезона не было.
В сезоне 2005/06, на тот момент главный тренер «Дизеля»
Юрий Сергеевич Воробьев пригласил Потёмина вернуться в ряды пензенской команды. Этот сезон стал одним из самых успешных для клуба тех времен. Команда «Дизель» была второй в зоне «Запад» и дошла до полуфинала, где уступила будущему чемпиону челябинскому «Трактору». Алексей Потёмин (47игр (12 голов+9 передач), наряду с
Дмитрием Саразовым (50 (15+13) и
Владимиром Иванцовым (50 (10+33) вошел в 5-ку самых результативных игроков команды в «регулярке».
Сезон 2006/07 годов получился для пензенцев и для Потемина (всего 1 гол в 34 играх) не столь удачным. Всего лишь 5 место в «гладком» первенстве и поражение в четвертьфинале от будущих победителей хоккеистов нижегородского «Торпедо».
Следующий сезон (2007/08) получился более успешным. В зоне «Запад» пензенцы стали вторыми. В плей-офф «Дизель» прошел «Молот», «Казцинк-Торпедо», а в полуфинале уступил в 4 матчах «Автомобилисту». В противостоянии за бронзу также было поражение от клуба «Казахмысу». Алексей Потёмин вновь был не особо результативен. Зато в следующем сезоне(2008/09), на фоне провального выступления «Дизеля», нападающий стал лучшим бомбардиром команды, забросив 22 шайбы. Сам клуб стал 6 в зоне «Центр», а затем вылетел в первом же раунде плей-офф, потерпев поражение от команды «Капитан» из Ступино.
В сезоне 2009/10 годов уже без Юрия Воробьева во главе тренерского штаба, Алексей Потёмин вновь становится самым результативным игроком своей команды (53 (15+29) в «регулярке». В итоге «Дизель» дошел до полуфинала и уступил «Югре» из Ханты-Мансийиска. В следующем сезоне повторение успеха. Команда стала победителем зоны «Запад», а в играх на вылет остановилась в шаге от финала, в 7 матчевом противостоянии пензенские хоккеисты проиграли «Нефтехимику» из Альметьевска. Алексей Потёмин был в тройке самых результативных игроков команды, как в «регулярке», так и в плей-офф.
Сезон 2011/12 очередной полуфинал плей-офф «Высшей лиги» и вновь поражение, на этот раз от «Рубина» из Тюмени. Потёмин 5-й по результативности среди нападающих своего клуба. Три последующих сезона в ВХЛ новейшей истории «Дизеля» были не такими успешными. Команда регулярно добирается до плей-офф, но дальше четвертьфинала пензенцам пока пробиться не удается.
В сезоне 2015/2016 Алексей Потёмин проходит смотр ХК "Мордовия", однако тренерский штаб его игра не убедила, и Алексей покидает саранский клуб.
