НАГРАЖДАЮ:
Начальника отряда лыжников — помощника начальника штаба дивизиона т. Нестеренко — ценным подарком и месячным окладом, всех остальных участников пробега денежной наградой в размере месячного оклада каждого.
Народный комиссар Обороны Союза ССР
К. ВОРОШИЛОВ».
Ценным подарком наркома было охотничье ружье, которое так никогда и не использовалось на охоте — Алексей Иванович не любил стрелять дичь, считая это занятие пустой тратой времени.
Через две недели после лыжного перехода Нестеренко участвовал в окружных соревнованиях на дистанции 50 километров, в полном снаряжении, со стрельбой. На этой спартакиаде он установил всеармейский рекорд по бегу на лыжах на 50 километров со стрельбой (аналог современного биатлона) и стал мастером спорта СССР. Кстати, на этой же окружной спартакиаде, в гонке на 10 километров среди женщин второе место завоевала представительница Томской артиллерийской школы Екатерина Харлампиевна Нестеренко — жена Алексея Ивановича. Ее девичья фамилия — Великопольская, они поженились в мае 1930 года, свидетельство о браке было выдано Томским окружным бюро ЗАГС.
Кроме лыж Нестеренко увлекался легкой атлетикой, конным спортом, фехтованием, планеризмом, то есть был разносторонне развитым человеком, что всегда помогало ему в преодолении тягот воинской службы. Ветераны Байконура вспоминают, как в годы командования полигоном генерал Нестеренко лично проводил утреннюю физзарядку с офицерами и солдатами в любое время года. Начиная с 1956 года, даже в тяжелейших условиях полигона, ежегодно проводились спартакиады и всевозможные спортивные соревнования.
В 1936 году Нестеренко поступил в Военную академию РККА им. М. В. Фрунзе (артиллерийское отделение), в 1939 году окончил ее досрочно в группе из 11 командиров. Перед поступлением в академию он получил первое персональное воинское звание «старший лейтенант» (24 января 1936 года) — персональные воинские звания были установлены постановлением ЦИК и СНК СССР от 28 сентября 1935 года.
В 1949 году в отделе кадров Академии артиллерийских наук в личное дело была подшита справка об аттестовании А. И. Нестеренко в 1929–1935 годах. Справка дает ценные сведения о службе Алексея Ивановича в этот период:
«Справка об аттестовании слушателя 3-го курса основного факультета Краснознаменной и ордена Ленина Военной академии РККА им. М. В. Фрунзе Нестеренко Алексея Ивановича за время с 1929 г. по 1935 г.
1929 г. Подготовлен хорошо. Дисциплинирован, трудолюбив, требователен к подчиненным. Выдержан, авторитетен. Знания передает умело. Активно участвует в общественной работе. Может быть хорошим командиром взвода Управления.
1930 г. Взвод подготовлен хорошо. Подтверждаются личные положительные качества. Работает над собой. Подлежит выдвижению на командира взвода полковой школы.
1931 г. Инициативен, решителен, дисциплинирован. Взвод подготовлен удовлетворительно. Подлежит продвижению на должность помощника командира батареи.
1932 г. Подтверждаются те же положительные командирские качества. Взвод подготовлен хорошо. Быстро растущий командир, подготовлен хорошо. Спортсмен. Подлежит продвижению вне очереди на помощника командира батареи нормальной школы.
1933 г. Подготовлен сам хорошо. Руководил сбором вычислительных отделений школы, подготовил их хорошо. Подтверждаются положительные личные и служебные качества тов. Нестеренко. Выдвигался на должность помощника начальника штаба дивизиона в очередном порядке. Окончательный вывод — должности вполне соответствует.
1934 г. Отмечается хорошая подготовка взвода управления батареи (в школе), а также его хорошая личная подготовка и положительные командирские качества. Активен в общественной работе, умело руководит соцсоревнованием. ВЫВОД: утвердить в должности помощника начальника штаба.
1935 г. Работу по обучению и воспитанию курсантов выполнял хорошо. Отличный спортсмен, организатор и руководитель 1000 км лыжного перехода, за что награжден наркомом ценным подарком. Должности помощника начальника штаба дивизиона вполне соответствует. Может быть командиром батареи школы.
Копия верна.
Старший офицер отдела кадров академии артиллерийских наук капитан Терещенко
26 сентября 1949 г.».
После выпуска из академии, в апреле 1939 года, майор Нестеренко был назначен командиром 170-го артиллерийского полка 37-й стрелковой дивизии (дислоцировался в городе Речица Белорусского военного округа). В июле 1939 года полк был поднят по тревоге и в составе дивизии направлен на Халхин-Гол, где советские войска отражали агрессию японских милитаристов против дружественной Монголии. В связи с быстрым завершением боевых действий полк был остановлен в Омске и оставлен вместе с дивизией в составе Сибирского военного округа. Однако вскоре было принято новое решение: в декабре полк вместе со всей дивизией перевели на механическую тягу и перебросили на Карельский перешеек, где началась война с Финляндией. Под командованием майора Нестеренко артиллеристы прошли всю войну в 1939–1940 годах.