Сын Петра I Карагеоргиевича. В 1904 окончил Пажеский корпус в Санкт-Петербурге.
Во время Первой Балканской войны и Второй Балканской войны командовал 1-й сербской армией.
В 1913 году награждён орденом Святого апостола Андрея Первозванного.
C 8 июля 1914 года в связи с болезнью Петра I Карагеоргиевича был назначен принцем-регентом Сербского королевства.
Во время Первой мировой войны был верховным главнокомандующим сербской армии.
5 сентября 1914 года российский император Николай II наградил его орденом Святого Георгия 4-й степени, а в 1915 году этим же орденом 3-й степени.
С декабря 1918 года — принц-регент Королевства сербов, хорватов и словенцев, с 16 августа 1921 года — король Королевства сербов, хорватов и словенцев, с 3 октября 1929 года — король Югославии.
С 1929 года установил военно-монархическую диктатуру, основанную на принципах корпоративизма и сербского национализма. Во внешней политике ориентировался на Францию. Был покровителем русской белой эмиграции.
9 октября 1934 года Александр Карагеоргиевич и французский министр иностранных дел Луи Барту были застрелены в Марселе Владо Черноземским, боевиком болгарской террористической организации ВМОРО, связанной с хорватскими террористами-усташами.
