Родился 26 июня 1976 года в Донецке в семье шахтера Владимира Захарченко. Отец по национальности - украинец, мать Тамара Захарченко - русская. Окончил среднюю общеобразовательную школу № 4 в Донецке. Согласно биографическим данным из российских источников, окончил Донецкий техникум промышленной автоматики (с отличием), работал на шахте горным, электромехаником, занимался бизнесом.

Во время пророссийских выступлений на востоке Украины руководил донецким отделением харьковского бойцовского клуба "Оплот". 16 апреля 2014 года возглавил группу из 7 боевиков, которые заняли здание Донецкой городской администрации. Руководил "Оплотом" до 7 июля 2014 года.

В мае 2014 был назначен "военным комендантом" захваченного боевиками Донецка. Впоследствии в июле того же года назначен на должность "заместителя министра внутренних дел ДНР" со званием майора милиции. В составе "Оплота" участвовал в атаках на Донецкий аэропорт, контролируемый украинскими войсками. В июне 2014 года получил ранение в ходе тех боев.

7 августа 2014 года сменил на посту председателя совета министров "ДНР" Александра Бородая.

11 августа 2014 года Александр Захарченко сделал заявление, что "подразделения ДНР готовы к наступательным действиям", и что в ближайшие дни начнется "широкое, нормальное наступление". Российские новостные ресурсы распространили информацию, что у "ополчения и самообороны" появилось более 200 единиц бронетехники, которая будет использована в ходе анонсированного "контрнаступления". В ночь с 12 на 13 сентября батальонные тактические группы 17-й мотострелковой и 18-й мотострелковой бригад Вооруженных сил РФ пересекли границу в районе Мариновки и Степановки.

24 августа утром Александр Захарченко объявил о "масштабном наступлении по всем направлениям". В то же утро колонна из 100 единиц боевой техники российских войск выдвинулась от государственной границы, окружая украинские силы под Иловайском.

В январе 2015 года возобновились атаки боевиков на контролируемый украинскими военными город Дебальцево. С целью прекращения жестоких боев 11 февраля в Минске состоялась встреча лидеров "нормандской четверки", результатом которой стало подписание Комплекса мер по выполнению Минского протокола участниками "минского процесса". Также под документом поставили подписи главарь ДНР Захарченко и ЛНР Плотницкий без указания их должностей.

Несмотря на то, что в соответствии с подписанным соглашением полный режим тишины должен был быть установлен на линии соприкосновения с полуночи 15 февраля, бои за Дебальцево продолжались, пока украинская армия была вынуждена покинуть город и его окрестности под давлением российских войск и боевиков; Захарченко заявил, что урегулирование прекращения боев на дебальцевском направлении не является предметом подписанных соглашений. Сам Захарченко был ранен находясь в Дебальцево во время боев.

3 ноября, после нелегитимных и сфальсифицированных выборов в ДНР, непризнанная ЦИК республики объявила, что Захарченко одержал победу: за него отдали голоса 765 тысяч человек, что составило около 75 % избирателей. 4 ноября в Донецком музыкально-драматическом театре состоялась инаугурация, в ходе которой, по словам очевидцев, Захарченко принял присягу и получил от председателя ЦИК ДНР Романа Лягина удостоверение главы ДНР. Получил два Георгиевских креста ДНР.

Во время войны на Донбассе было много случаев насильственных исчезновений на оккупированной Россией территории. 22 января 2015 года Захарченко сказал, что его войска ежедневно задерживали до пяти "украинских подрывников" в возрасте от 18 до 35 лет. 2 июня 2017 был похищен журналист Станислав Асеев.

16 июля 2017 боевики сообщили, что блогер задержан по обвинению в "шпионаже". Amnesty International требовала от Захарченко освобождения журналиста.

Погиб 31 августа 2018 года в результате взрыва в ресторане "Сепар" на бульваре Пушкина в Донецке. Во время взрыва получил черепно-мозговую травму не совместимую с жизнью. Был также ранен министр доходов и сборов ДНР Александр Тимофеев ("Ташкент") и еще два человека. Сначала сообщалось о гибели Ташкента, однако известие не подтвердилось. Еще одним погибшим оказался охранник Захарченко. Событие произошло в день траура по смерти Иосифа Кобзона. Кафе принадлежало главе охраны Захарченко. В смерти Захарченко местные коллаборационисты обвиняют двух задержанных "украинских диверсантов" и личного охранника Захарченко, который скрылся с места происшествия. По неточным сведениям, взрывное устройство находилось в фонаре, который был возле стола, а основные ранения были получены в голову, смерть наступила в больнице.