Народився 26 червня 1976 року в Донецьку в родині шахтаря Володимира Захарченка. Батько за національністю — українець, мати Тамара Захарченко — росіянка. Закінчив середню загальоноосвітню школу № 4 в Донецьку. Згідно з біографічними даними з російських джерел, закінчив Донецький технікум промислової автоматики (з відзнакою), працював на шахті гірничим, електромеханіком, займався бізнесом.

Під час проросійських виступів на сході України керував донецьким відділенням харківського бійцівського клубу «Оплот». 16 квітня 2014 року очолив групу з 7 бойовиків, які зайняли будівлю Донецької міської адміністрації. Керував «Оплотом» до 7 липня 2014 року.

У травні 2014 був призначений «військовим комендантом» захопленого бойовиками Донецька. Згодом в липні того ж року призначений на посаду «заступника міністра внутрішніх справ ДНР» зі званням майора міліції. У складі «Оплота» брав участь в атаках на Донецький аеропорт, контрольований українськими військами. У червні 2014 року отримав поранення в ході тих боїв.

7 серпня 2014 року змінив на посаді голову ради міністрів «ДНР» Олександра Бородая.

11 серпня 2014 року Олександр Захарченко зробив заяву, що «підрозділи ДНР готові до наступальних дій», і що найближчими днями розпочнеться «широкий, нормальний наступ». Російські новинні ресурси поширили інформацію, що в «ополчення і самооборони» з'явилося понад 200 одиниць бронетехніки, що буде використана в ході анонсованого «контрнаступу». У ніч із 12 на 13 вересня батальйонні тактичні групи 17-ї мотострілецької та 18-ї мотострілецької бригад Збройних сил РФ перетнули кордон в районі Маринівки та Степанівки.

24 серпня зранку Олександр Захарченко оголосив про «масштабний наступ за всіма напрямками». Того ж ранку колона зі 100 одиниць бойової техніки російських військ висунулась від державного кордону, оточуючи українські сили під Іловайськом.

У січні 2015 року відновилися атаки бойовиків на контрольоване українськими військовими місто Дебальцеве. З метою припинення жорстоких боїв 11 лютого у Мінську відбулася зустріч лідерів «нормандської четвірки», результатом якої стало підписання Комплексу заходів щодо виконання Мінського протоколу учасниками «мінського процесу». Також під документом поставили підписи ватажок ДНР Захарченко та ЛНР Плотницький без зазначення їхніх посад.

Попри те, що відповідно до підписаної угоди повний режим тиші мав бути встановлений на лінії зіткнення з опівночі 15 лютого, бої за Дебальцеве тривали, доки українська армія була змушена полишити місто та його околиці під тиском російських військ та бойовиків; Захарченко заявив, що врегулювання припинення боїв на дебальцевському напрямку не є предметом підписаних угод. Сам Захарченко був поранений перебуваючи у Дебальцевому під час боїв.

3 листопада, після нелегітимних та сфальсифікованих виборів у ДНР, невизнана ЦВК республіки оголосила, що Захарченко одержав перемогу: за нього віддали голоси 765 тисяч осіб, що становило близько 75 % виборців. 4 листопада в Донецькому музично-драматичному театрі відбулася інавгурація, в ході якої, за словами очевидців, Захарченко склав присягу та отримав від голови ЦВК ДНР Романа Лягіна посвідчення глави ДНР. Отримав два Георгіївські хрести ДНР.

Під час війни на Донбасі було багато випадків насильницьких зникнень на окупованій Росією території. 22 січня 2015 року Захарченко сказав, що його війська щодня затримували до п'яти «українських підривників» у віці від 18 до 35 років. 2 червня 2017 був викрадений журналіст Станіслав Асєєв.

16 липня 2017 бойовики повідомили, що блогер затриманий за звинуваченням в «шпигунстві». Amnesty International вимагала від Захарченка звільнення журналіста.

Загинув 31 серпня 2018 року внаслідок вибуху у ресторані «Сєпар» на бульварі Пушкіна в Донецьку. Під час вибуху отримав черепно-мозкову травму не сумісну з життям. Було також поранено міністра доходів та зборів ДНР Олександра Тимофєєва («Ташкент») та ще двох осіб. Спершу повідомлялося про загибель Ташкента, проте звістка не підтвердилася. Ще одним загиблим виявився охоронець Захарченка. Подія відбулась у день жалоби щодо смерті Йосипа Кобзона. Кафе належало голові охорони Захарченка. У смерті Захарченка місцеві колаборанти звинувачують двох затриманих «українських диверсантів» та особистого охоронця Захарченка, який зник з місця пригоди. За неточними відомостями, вибуховий пристрій знаходився у ліхтарі, який був біля столу, а основні поранення були отримані в голову, смерть настала в лікарні.