Родился 26 июня 1976 г. в г. Донецке Украинской ССР (ныне Донецкая Народная Республика РФ). Мать – русская, отец – украинец.
Окончил Донецкий техникум промышленной автоматики по специальности "горный электромеханик". Учился в Донецком юридическом институте МВД Украины, имеет неоконченное высшее образование.
Трудовую деятельность начал на шахте горным электромехаником. Затем занимался предпринимательской деятельностью, связанной с угольной отраслью. Руководил большими производственными коллективами.
С 2010 г. возглавлял донецкое отделение харьковской общественной организации "Оплот", позже - сформированный на ее основе добровольческий батальон (до 7 июля 2014 г.).
Весной 2014 г. с началом протестов на юго-востоке Украины, вызванных событиями "евромайдана" и сменой власти в стране (февраль 2014 г.), Александр Захарченко присоединился к формировавшемуся в регионе народному ополчению. 16 апреля вместе с несколькими членами организации "Оплот" участвовал в штурме здания Донецкой городской администрации.
После референдума о независимости Донецкой Народной Республики (ДНР) 11 мая 2014 г. Александр Захарченко был назначен военным комендантом Донецка. Занимал эту должность с 16 мая по 6 июля 2014 г. позднее работал заместителем министра внутренних дел республики.
Участвовал в боях на территории Донецкой области.
8 августа 2014 г. утвержден Верховным советом ДНР на пост председателем Совета министров республики, сменил на этом посту Александра Бородая.
2 ноября 2014 г. Александр Захарченко избран главой провозглашенной Донецкой Народной Республики, получив 77,51% голосов избирателей (4 ноября 2014 г. вступил в должность). За его ближайшего соперника - заместителя председателя союзного парламента Новороссии Александра Кофмана - проголосовали 10,03%.
Возглавлял Совет министров ДНР и являлся верховным главнокомандующим вооруженными силами ДНР.
В феврале 2015 г. на первом съезде общественного движения "Донецкая Республика" был избран председателем движения.
12 февраля 2015 г. в Минске по итогам консультаций лидеров России, Франции, Германии и Украины в "нормандском формате" вместе с участниками Контактной группы по урегулированию ситуации на юго-востоке Украины и главой провозглашенной Луганской Народной Республики Игорем Плотницким подписал Комплекс мер по выполнению Минских соглашений ("Минск-2").
Погиб 31 августа 2018 г. в результате взрыва в ресторане "Сепар" в центре Донецка. Похоронен 2 сентября 2018 г. на кладбище "Донецкое море" в Ленинском районе Донецка. По факту гибели Александра Захарченко Следственный комитет РФ возбудил уголовное дело по ч. 3 ст. 361 УК РФ (акт международного терроризма, повлекший причинение смерти человеку). 15 сентября 2018 г., по сообщению врио главы ДНР Дениса Пушилина, правоохранители установили, что убийство Александра Захарченко было организовано сотрудниками Службы безопасности Украины (СБУ) при участии западных спецслужб. В августе 2023 г. расследование уголовного дела было завершено.
Полковник ДНР (2015). Генерал-майор ЛНР (2015).
В 2015 г. Александру Захарченко было присвоено звание "Герой ДНР". Был награжден двумя Георгиевскими крестами ДНР, орденом доблести I степени (ЛНР; 2015), орденом Дружбы Республики Южная Осетия (2015).
Был женат вторым браком. Супруга - Наталья Владимировна Гладкова (род. 1986). Имел четверых сыновей.