Родился в Смоленске. Учился в Смоленской духовной семинарии. В
1901 году Александр окончил её, но священником не стал, напротив, вышел оттуда убежденным атеистом
Поступил в Ярославский Демидовский юридический лицей. По окончании (в
1906 году) Демидовского лицея А. Беляев получил должность частного поверенного в Смоленске и скоро приобрёл известность хорошего юриста, одновременно начал публиковать в газетах театральные рецензии. Первая художественная публикация – детская пьеса «Бабушка Мойра» в
1914 году, тогда же попробовал себя в качестве режиссера.
В возрасте тридцати пяти лет А. Беляев заболел туберкулёзным плевритом. Лечение оказалось неудачным — развился туберкулёз позвоночника, осложнившийся параличом ног. Тяжёлая болезнь на шесть лет приковала его к постели, три из которых он пролежал в гипсе.
В поисках специалистов, которые могли бы ему помочь, А. Беляев с матерью и старой няней попал в Ялту. Там, в больнице, он начал писать стихи. Не поддаваясь отчаянию, он занимается самообразованием: изучает иностранные языки, медицину, биологию, историю, технику, много читает (
Жюля Верна,
Герберта Уэллса, Константина Циолковского). Победив болезнь, в
1922 возвращается к полноценной жизни, начинает работать. Сначала А. Беляев стал воспитателем в детском доме, потом его устроили на должность инспектора уголовного розыска — он организовал там фотолабораторию, позже пришлось уйти в библиотеку.
В
1923 году Беляев переезжает в Москву. Там он начинает серьёзную литературную деятельность. Печатает научно-фантастические рассказы, повести в журналах, со временем заслужив титул «советского Жюля Верна». В
1925 году публикует повесть «Голова профессора Доуэля», которую сам Беляев называл историей автобиографической: хотел рассказать, «что может испытать голова без тела» и с этого момента становится известен как писатель-фантаст.
последующие годы он печатает множество рассказов и повестей, а такжероманы «Человек-амфибия» (
1928), «Властелин мира» (
1929), «Человек, потерявший свое лицо» (
1929), которые сыграли значительную роль в формировании гуманистических традиций отечественной фантастики. Более поздние произведения Беляева, за исключением его последнего романа «Ариэль» (
1941), представляют из себя маловыразительную смесь политических агиток и научных идей, что объясняется в значительной степени жёстким идеологическим прессингом, под которым приходилось существовать в те годы всем литераторам.
Писал автор не только под своим именем, но и под псевдонимами А. Ром, Немо, Арбел, А. Романович
Незадолго до войны писатель перенёс очередную операцию, поэтому на предложение эвакуироваться, когда началась война, он ответил отказом. Город Пушкин (бывшее Царское Село, пригород Ленинграда), где жил в последние годы А. Беляев с семьёй, был оккупирован. В январе
1942 года писатель умер от голода.