Родился 15 сентября 1951 г. в с. Косорже Щигровского района Курской области.
В 1974 г. окончил Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С. М. Кирова (ныне Украинская государственная академия железнодорожного транспорта) по специальности "инженер-механик", в 1985 г. - Ростовскую высшую партийную школу.
Кандидат исторических наук.
В 1968 г. работал на Кшенском сахарном заводе (Курская область).
С 1969 г. был секретарем комитета Всесоюзного ленинского коммунистического союза молодежи (ВЛКСМ) механического факультета Харьковского института инженеров железнодорожного транспорта.
С 1974 по 1976 г. проходил срочную службу в Вооруженных силах СССР. Затем работал мастером в Курском вагонном депо.
В 1976-1979 гг. - секретарь Дмитриевского, затем Щигровского райкомов ВЛКСМ (Курская область).
С 1979 по 1983 г. - заведующий транспортно-промышленным отделом, затем отделом организационно партийной работы Дмитриевского райкома Коммунистической партии Советского Союза (КПСС).
С 1983 по 1991 г. - второй, затем первый секретарь Щигровского райкома КПСС.
В 1991 г. Александр Михайлов занимал должность председателя исполнительного комитета Курского областного Совета народных депутатов. В августе того же года был избран председателем Щигровского районного Совета народных депутатов.
В 1991-1993 гг. входил в Социалистическую партию трудящихся (сопредседатели – Рой Медведев, Иван Рыбкин и др.).
В 1993 г. был избран членом Центрального исполнительного комитета Коммунистической партии РФ (КПРФ). С 1995 г. входил в состав Центрального комитета КПРФ, в 1997-2000 гг. – в президиум ЦК КПРФ. В 1993-2002 гг. был первым секретарем Курского обкома КПРФ.
В 1993-1995 гг. - депутат Государственной думы РФ I созыва. 12 декабря 1993 г. был избран по Курскому одномандатному округу №98, набрал 19,45% голосов избирателей. В Думе входил в состав комитета по обороне, был членом фракции КПРФ.
В 1995-1999 гг. – депутат Госдумы РФ II созыва. 17 декабря 1995 г. избран по Курскому одномандатному округу №96, получив 34,30%. Входил во фракцию КПРФ, занимал пост заместителя председателя комитета Госдумы по обороне.
С 1996 по 2000 г. - член Координационного совета Народно-патриотического союза России. (НПСР).
В 1996 г. Александр Михайлов баллотировался на пост губернатора Курской области. 19 октября того же года снял свою кандидатуру с выборов в пользу сопредседателя НПСР Александра Руцкого (20 октября Руцкой был избран главой региона, 78,9%).
В 1999-2000 гг. – депутат Госдумы РФ III созыва. 19 декабря 1999 г. был избран по списку КПРФ в составе Южно-Черноземной региональной группы, входил во фракцию компартии. Депутатские полномочия Александра Михайлова были прекращены досрочно 15 ноября 2000 г. в связи с переходом на госслужбу.
С 2000 по 2018 г. возглавлял Курскую область.
В 2000 г. был выдвинут кандидатом на пост губернатора Курской области от группы избирателей. В первом туре выборов, состоявшемся 22 октября того же года, Александр Михайлов получил 39,52% голосов. Его соперник, главный федеральный инспектор по Курской области Виктор Суржиков, также выдвинутый группой избирателей, набрал 21,58% . 5 ноября 2000 г. во втором туре выборов за Михайлова отдали голоса 55,54% избирателей, за Виктора Суржикова - 37,93%. Александр Михайлов официально вступил в должность губернатора Курской области 18 ноября 2000 г. Сменил на посту главы региона Александра Руцкого.
В феврале 2005 г. вышел из КПРФ и вступил в партию "Единая Россия". Входил в состав президиума регионального политического совета Курского отделения партии.
18 февраля 2005 г. президент РФ Владимир Путин внес в Курскую облдуму кандидатуру Александра Михайлова для наделения его полномочиями губернатора области на очередной срок. 22 февраля того же года парламент единогласно утвердил его в должности руководителя региона. 4 марта состоялась церемония инаугурации.
20 февраля 2010 г. глава государства Дмитрий Медведев вновь внес на рассмотрение облдумы кандидатуру Михайлова для утверждения на посту губернатора Курской области. 1 марта депутаты наделили его полномочиями главы региона (за - 35, против - 4). Александр Михайлов вступил в должность 4 марта того же года сроком на пять лет.
1 июня 2012 г. в России начал действовать федеральный закон, возвращающий прямые выборы глав регионов. 17 мая 2014 г. президент РФ Владимир Путин принял досрочную отставку Александра Михайлова с поста главы региона и назначил его временно исполняющим губернатора Курской области.
14 сентября 2014 г. Александр Михайлов вновь принял участие в выборах главы Курской области (баллотировался от партии "Единая Россия"). Одержал победу, набрав 66,81% голосов. За его ближайшего конкурента, кандидата от КПРФ Владимира Фирсова, проголосовали 11,73% избирателей. 23 сентября того же года Александр Михайлов официально вступил в должность.
11 октября 2018 г. президент РФ Владимир Путин принял досрочную отставку Александра Михайлова и назначил врио главы региона руководителя Федерального дорожного агентства Романа Старовойта.
16 ноября 2018 г. Александру Михайлову был передан вакантный мандат депутата Курской областной думы.
27 ноября 2018 г. он был наделен полномочиями члена Совета Федерации РФ - представителя от исполнительного органа государственной власти Курской области. Входил в Комитет Совета Федерации по обороне и безопасности.
Скончался 4 декабря 2020 г. в результате сердечного приступа. Александр Михайлов почувствовал себя плохо во время приема граждан, который он проводил в Курской области. Сенатору вызвали скорую, однако он умер по дороге в больницу.
Общая сумма декларированного дохода за 2015 г. составила 3 млн 451 тыс. руб., супруги - 527 тыс. руб.
Общая сумма декларированного дохода за 2016 г. составила 2 млн 831 тыс. руб., супруги – 418 тыс. руб.
Общая сумма декларированного дохода за 2017 г. составила 3 млн 213 тыс. руб., супруги - 2 млн 465 тыс. руб.
Общая сумма декларированного дохода за 2018 г. составила 7 млн 305 тыс. руб., супруги - 17 млн 905 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2019 г. составила 6 млн 416 тыс. руб., супруги - 782 тыс. руб.
Был награжден орденами Дружбы (2004), "За заслуги перед Отечеством" IV, III степеней (2009, 2018). Отмечен благодарностью президента РФ (2008) за активную работу по реализации приоритетного национального проекта "Развитие АПК", Почетной грамотой правительства РФ (2018).
Почетный железнодорожник РФ.
Соавтор монографии "Стратегические приоритеты регионального развития" (2011).