Родился 25 марта 1812 года в Москве. Отец - И. А. Яковлев, принадлежал к знатному дворянскому роду. Мать - Г. - Л. Гааг, дочь мелкого чиновника из Штудгарта. Брак родителей не был оформлен и ребёнок получил вымышленную фамилию, Герцен считался официально воспитанником Яковлева. В 14 лет Герцен совершает выбор на всю жизнь, поклявшись отомстить за казнённых декабристов.
В 1829 году Александр Иванович поступает в Московский университет на физико-математическое отделение, одновременно он сотрудничает в Московском обществе исследователей природы.
В июне 1833 года Герцен окончил университет со степенью кандидата, получает серебряную медаль за сочинение "Аналитическое изложение солнечной системы Коперника" (труд наполовину астрономический, наполовину философский). После университета Александр Иванович интересуется кружками с идеями утопического социализма (Сен-Симон, Фурье). Летом 1834 года Герцен и кружковцы были арестованы. Отсидев девять месяцев тюремного заключения, весной 1835 года Герцена ссылают в Пермь, а потом в Вятку. Герцена удручают и полицейский надзор, и подневольная служба. Нравственную поддержку ему оказывает Огарёв и переписка с невестой Александра Ивановича Н. А. Захарьиной. Только в конце 1837 года по ходатайству Жуковского и Арсеньева Герцена переводят во Владимир. 9 мая 1839 года во Владимире Герцен венчается с Захарьиной.
Владимирский период (1838 - 1840) Герцен считает самым счастливым в своей личной жизни, здесь появился первенец - сын Александр.
Весной 1840 года последовало назначение Герцена на службу (фактически новая ссылка) в Новгород. Жизнь в Новгороде была сложной для писателя, он тяготился подневольным положением и был возмущён отношением к нему властей.
В 1842 году Герцен возвращается в Москву, попадает в знакомую атмосферу активной общественной жизни, занимается философией, литературой, его статьи публикуются в журнале "Отечественные записки".
В 1845 году Герцен заканчивает и публикует принесший ему известность роман "Кто виноват?", а через год издаются повести "Сорока-воровка" и "Доктор Крупов".
В начале 1847 года Александр Иванович вместе с семьёй уезжает за границу, не предполагая, что ему больше не суждено вернуться на родину.
Белинский живёт в Риме, участвует в революционных манифестациях и митингах, старается быть в центре общественно-политической и литературной жизни.
В 1847 году Герцен едет в Париж. Вскоре Александра Ивановича постигает личная драма: ему изменяет жена, которая вскоре погибает вместе с его младшим сыном. Все эти события Герцен тяжело воспринимает, а попыткой выхода из кризиса становится написание мемуаров "Былое и думы", над которыми писатель работал шестнадцать лет.
В 1852 году Герцен переезжает в Лондон, он много пишет, разрабатывает теорию русского социализма.
В 1853 году Герцен организует в Лондоне независимую русскую типографию, а в 1855 году начинает издавать альманах "Полярная звезда". В своих изданиях Александр Иванович публикует произведения Пушкина, Лермонтова, Радищева, Рылеева и других поэтов и писателей, которые по соображениям цензуры не могли печататься в России.
В 1857 году Герцен начинает выпуск газеты "Колокол", призывавшей к революционной борьбе за освобождение крестьян. Газета тайно распространялась в России.
С политикой газеты Герцена не были согласны многие революционеры-демократы России, которые считали, что в "Колоколе" нужно призывать открыто к свержению самодержавия, а Герцен призывал к реформам и решению крестьянского вопроса мирным путём, веря в то, что Александр II крестьянский вопрос может решить безболезненно для страны, без революционных потрясений.
В 1865 году типография Герцена переведена в Женеву, через два года прекращается издание "Колокола". Взгляды на жизнь Герцена несколько меняются, он разрабатывает теорию свободного социализма, предостерегая русских революционеров от "казарменного социализма", принудительного равенства и кровопролития.
В 1869 году Герцен поселяется в Париже, но прожить ему оставалось только три месяца. Герцен умер 21 января 1870 года, прах его перенесён в Ниццу, где была могила его жены.