Принц Александр Фридрих Константин (Александр Петрович) родился 21 мая по юлианскому календарю 1844 года и был четвёртым ребёнком и вторым сыном в семье принца Петра Георгиевича Ольденбургского и принцессы Терезии, урождённой Нассауской. По линии отца - правнук императора Павла I. Получил домашнее образование, затем прослушал полный курс в Училище правоведения.
Одной из главнейших его заслуг считается открытие Института Экспериментальной Медицины в Петербурге. Также он основал первый на Кавказском побережье Гагрский климатический курорт.
В 1870-1876 гг. командир лейб-гвардии Преображенского полка.
В 1876-1880 гг. командовал 1-й бригадой 1-й гвардейской дивизии - так называемой «Петровской бригадой», состоявшей из Преображенского и Семёновского полков. Участник русско-турецкой войны в 1877-78 гг. в чине генерал-майора. В 1885-1889 гг. командовал гвардейским корпусом.
Оппозиционный политик В. П. Обнинский в своём антимонархическом сочинении писал, что «ретивый принц тщетно старался искоренить» гомосексуализм в военном быту.
С 1895 года - генерал от инфантерии и генерал-адъютант свиты Его Императорского Величества.
С 1896 года - сенатор, член Государственного совета. (И. Е. Репин изобразил принца на картине «Торжественное заседание Государственного совета», которая находится в Русском музее.)
В 1897 году состоял председателем Противочумной комиссии. В 1898 году по его представлению на имя Императора для оборудования особой вполне изолированой противочумной лаборатории был выделен Кронштадтский форт «Император Александр I». Занимался просветительской деятельностью. Создатель абхазского курорта Гагра. Создатель в 1890 году и попечитель Императорского института экспериментальной медицины (ныне институт имени И. П. Павлова), попечитель Петербургского Императорского училища правоведения, приюта принца Петра Георгиевича Ольденбургского.
С 3 сентября 1914 года занимал только что учреждённую должность верховного начальника санитарной и эвакуационной части. Ему была вверена вся полнота власти на фронте и в тылу над лечебными, санитарными и эвакуационными учреждениями. Организовывал санитарное дело в действующей армии, привлекая к работе неправительственные организации, в том числе Российское общество Красного Креста. Его резиденция размещалась в особом железнодорожном поезде, который разъезжал по тылам фронта.
Высочайшим рескриптом от 25 декабря 1916 года (ст. ст.) ему были пожалованы бриллиантами украшенные соединённые портреты Александра II, Александра III и Николая II для ношения на Андреевской ленте; рескрипт, значительно более пространный, чем аналогичные, в частности, гласил: «<…> Поистине велики заслуги Ваши и обильны плоды такой неутомимой Вашей деятельности. Блестящее санитарное состояние наших армий и Империи, успехи в деле эвакуации раненых и больных, правильно поставленное лечение их, изыскание новых продуктов питания, изготовление в России медикаментов и связанная с этим новая отрасль отечественной промышленности, и многое другое свидетельствуют о плодотворности забот Ваших, сохранивших России тысячи дорогих ей жизней. Ни громадность поставленных Вам на разрешение задач, ни встреченные по пути затруднения, ни наконец почтенные уже лета Ваши, не могли умалить присущего Вам благородного порыва, который Вы неизменно вносите во всякое принятое на себя дело. Признательная Россия и доблестная армия не забудут трудов Ваших. <…>»
После революции в феврале 1917 года, 22 марта 1917 года был уволен от службы Временным правительством по прошению с мундиром.
Осенью 1917 года эмигрировал во Францию, где поселился в Биаррице. С 6 августа 1921 года - почётный председатель Союза преображенцев. В 1929 году в Биаррице его навестил И. П. Павлов.
Умер в 1932 году. Похоронен в Биаррице на берегу Атлантики.
Его девизом было : «The right man on the right place», что в переводе означает: «Нужный человек в нужном месте».