В 1930 году семья Космодемьянских переехала в Москву, где Александр вместе с сестрой Зоей окончили 9 классов школы № 201.
После известия о мученической гибели сестры, Александр Космодемьянский твердо решил идти на фронт. В заявлении в Народный Комиссариат Обороны 16-летний юноша написал: «Прошу направить меня в бронетанковое училище. Хочу быть активным участником Великой Отечественной войны. Я отомщу гитлеровским воякам за смерть своей сестры – Зои Космодемьянской. Я обязуюсь отлично овладеть специальностью командира тяжелого танка. Смерть и разрушение будет сеять доверенный мне танк. Я буду честно служить своей Родине».
В 1943 году Александр вместе с четырьмя одноклассниками окончил Ульяновское бронетанковое училище. «Экипаж мстителей за Зою» – так называли экипаж самоходно-артиллерийской установки ИСУ – 152 , на броне которого было написано «За Зою! За сестру!»
Александр не дожил до победы меньше месяца. Он погиб 13 апреля 1945 года под Кенигсбергом.
Награжден орденами Красной Звезды, Отечественной войны I и II степени. В 1945 году посмертно получил звание Героя Советского Союза.