Родился 23 сентября 1977 г. в селе Ершичи Ершичского района Смоленской области. После развода родителей жил с матерью и сестрой в Орле, где окончил лицей №1 им. М. В. Ломоносова.
В 1994 г. поступил в Качинское высшее военное авиационное училище летчиков (Волгоград). После его расформирования, с сентября 1998 г. продолжил обучение в Армавирском военном авиационном институте (г. Армавир, Краснодарский край). Окончил военный вуз в 1999 г. с золотой медалью, получив квалификацию летчика-инженера.
С октября 1999 г. служил летчиком, старшим летчиком, летчиком-инструктором, командиром авиационного звена учебно-авиационного полка Краснодарского военного авиационного института в г. Тихорецке (Северо-Кавказский военный округ).
К моменту зачисления в отряд космонавтов освоил самолет Л-39, имел квалификацию "Летчик-инструктор I класса", налетал на авиатехнике 1 100 часов.
29 декабря 2006 г. Александр Мисуркин был зачислен кандидатом в космонавты-испытатели в отряд Центра подготовки космонавтов (ЦПК) им. Ю. А. Гагарина. В 2007-2009 гг. прошел общекосмическую подготовку, и ему была присвоена квалификация космонавта-испытателя. Также в ходе подготовки Мисуркин получил квалификацию инструктора парашютной подготовки и офицера-водолаза.
После передачи ЦПК целиком в ведение гражданской структуры - Федерального космического агентства (Роскосмос, ныне госкорпорация "Роскосмос"), с января 2011 г. стал космонавтом-испытателем отряда Роскосмоса. В 2012 г. был уволен с военной службы в запас в звании подполковника ВВС.
Свой первый полет в космос Александр Мисуркин совершил 29 марта - 11 сентября 2013 г. в качестве бортинженера космического корабля "Союз ТМА-08М" и бортинженера 35/36-й основной экспедиции на Международную космическую станцию (МКС). Другими членами экипажа были Павел Виноградов и американский астронавт Кристофер Кэссиди. Тогда Роскосмос впервые применил на пилотируемом "Союзе" укороченную шестичасовую схему полета к МКС, при которой корабль совершает четыре витка вокруг Земли (вместо стандартной двухсуточной, 34 витка). В ходе полета Мисуркин трижды выходил в открытый космос.
В декабре 2013 г. он был назначен инструктором-космонавтом-испытателем II класса отряда Роскосмоса.
12 сентября 2017 г. - 28 февраля 2018 г. Александр Мисуркин был командиром корабля "Союз МС-06", бортинженером экспедиции МКС-53 и командиром МКС-54. Вместе с ним в экипаже были американцы Марк Ванде Хай и Джозеф Акаба. Во время полета Мисуркин выполнил один выход в открытый космос, а также стал участником первого в мире космического турнира по бадминтону, который состоялся 1 января 2018 г. на борту МКС.
В августе 2018 г. ему была присвоена квалификация космонавта I класса.
8-20 декабря 2021 г. возглавлял экипаж корабля "Союз МС-20" и 20-й экспедиции посещения (ЭП-20) МКС, в состав которого входили два космических туриста из Японии - предприниматель Юсаку Маэдзава и его помощник Ёдзо Хирано. В ходе этого полета Александр Мисуркин стал первым специальным корреспондентом ТАСС на МКС. Ранее, 17 ноября 2021 г., гендиректор ТАСС Сергей Михайлов и глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин подписали меморандум о сотрудничестве, подразумевающий открытие на орбитальной станции корпункта информагентства. Открытый Мисуркиным на МКС корпункт ТАСС стал первым постоянным представительством СМИ за пределами Земли.
В общей сложности за три полета Александр Мисуркин провел в космосе 346 суток 7 часов 4 минуты, выполнил четыре выхода в открытый космос (общее время - 28 часов 13 минут).
По март 2022 г. он являлся инструктором-космонавтом-испытателем I класса - начальником группы инструкторов-космонавтов отряда Роскосмоса. 31 марта пресс-служба ЦПК сообщила, что Александр Мисуркин завершает свою деятельность в отряде космонавтов.
Александр Мисуркин занимается популяризацией космонавтики, имеет собственный сайт (https://amisurkin.com/), ведет страницы во "ВКонтакте", Telegram, "Дзен". В 2020 г. совместно с московским Музеем космонавтики он запустил онлайн-проект с новостями о космосе "Космос не ждет". В 2021 г. проект Мисуркина был одним из претендентов на всероссийскую премию "За верность науке" в номинации "Лучший онлайн-проект о науке" (уступил проекту "Люди науки" Ассоциации коммуникаторов в сфере образования и науки).
Герой РФ (2016). Летчик-космонавт РФ (2016). Награжден орденом "За заслуги перед Отечеством" IV степени (2019).
Имеет медали Минобороны РФ: "За воинскую доблесть" II степени, "За отличие в военной службе" I, II и III степени.
Почетный гражданин г. Орла (2013). В 2017 г. выступил в качестве организатора Федерации бадминтона Орловской области и является ее президентом.