Родился 5.04.1857 в Вероне (Италия). Второй сын Александра Гессен-Дармштадтского от морганатического брака с графиней Юлией фон Хауке. Александр доводился племянником супруге российского императора Александра II, Марии Александровне (в девичестве Максимилиана-Вильгельмина-Мария Гессенская), его тётке по отцу.

В детстве и молодости Александр часто посещал Санкт-Петербург. С началом Русско-турецкой войны (1877-1878) сопровождал своего дядю императора Александра II в походе. За отличие в войне награждён 20.07.1877 орденом Св. Георгия 4-й степени.

После завершения войны российский император Александр II предложил на вновь образованный болгарский трон кандидатуру племянника своей супруги. 26.06.1879 Великое Народное собрание избрало Александра I новым правителем Болгарии. Согласно Тырновской конституции первый монарх Болгарии получил право остаться в лютеранской вере и не принимать православия.

Избрание Баттенберга болгарским князем было признано всеми великими державами, подписавшими Берлинский трактат. В Тырнове 9.07.1879 Александр принес присягу на верность конституции, после чего ему было передано управление.

Первоначально он был встрече с большим энтузиазмом. Впоследствии, оказавшись в пересечении интересов различных группировок болгарских элит и Великих держав (России, Германии и Австро-Венгрии), он начал стремительно терять популярность.

Прибыв в Софию, избранную столицей Болгарского княжества, князь Александр поручил составление первого болгарского правительства Тодору Бурмову (воспитаннику Киевской духовной академии). В состав этого правительства не попали либералы (сторонники Драгана Цанкова и Петко Каравелова), имевшие в стране широкую поддержку.

Произведённые во время управления этого кабинета выборы в Народное собрание дали значительное большинство партии оппозиции, в результате чего, на другой же день после открытия заседания собрание выразило полное и резкое неодобрение правительству, которое было было распущено.

В новом правительстве власть оказалась в руках Начевича, пользовавшегося особым расположением болгарского князя, но вызывавшим против себя негодование оппозиции, которая имела поддержку почти всех болгарских газет и школьных учителей, весьма влиятельных деятелей болгарской общественной жизни.

Оппозиция ещё более усилилась многочисленными увольнениями чиновников, произведёнными этим министерством. Уволенные чиновники и их родственники выступили на выборах озлобленными противниками правительства. Новые выборы, произведенные в начале 1880, дали результаты ещё более неблагоприятные для правительства, и последнее в апреле того же года вышло в отставку.

Тогда князь Александр по совету русского императора поручил составление правительства вождю оппозиции, старому болгарскому деятелю, игравшему роль в болгарских делах ещё при турецком владычестве, Драгану Цанкову, который в то время считался наиболее влиятельным и уважаемым в стране и собрании общественным деятелем, хотя и не пользовался личным расположением князя.

Это правительство, в состав которого вошёл Петко Каравелов и другие представители Радикальной партии, отнеслось серьёзно к своей задаче, обнаружив благоразумную осторожность и сдержанность в своей политике, заботясь более всего о соблюдении строгой экономии в расходах. Но такая бережливость министерства, сопротивление его приглашению на болгарскую службу помимо согласия народного собрания, иностранных чиновников и твердое намерение держаться пределов установленного этим собранием бюджета вызвали неудовольствие князя.

Воспользовавшись недоразумениями, возникшими в Дунайской комиссии между австро-венгерским и болгарским представителями по проекта правил судоходства по Дунаю, Александр потребовал, чтобы Цанков немедленно вышел из министерства, назначив на его место Каравелова.

Советники князя, которые желали пересмотра конституции и предоставления ему самых широких полномочий, надеясь при этом достигнуть власти и денег, начали кампанию дискредитации правительства Каравелова.

После своей поездки в Петербург на погребение императора Александра II в марте 1881, убедившись, что правительство Каравелова не пользуется сочувствием русского правительства князь Александр решился произвести переворот. 27.04.1881а на улицах Софии была расклеена его прокламация к болгарскому народу, в которой возвещалось об увольнении министерства Каравелова и необходимости приостановить действие Тырновской конституции.

Собранное в Систове Великое народное собрание 1.07.1881 утвердило предложенные ему князем условия, в силу которых действие Тырновской конституции было приостановлено на 7 лет. По истечении этого срока должно было снова созвано Великое народное собрание для пересмотра конституции согласно указаниям князя.

Несмотря на такое одобрение систовским собранием переворота и предоставления ему потребованных полномочий, болгарский князь сознавал шаткость своего положения среди обнаружившегося в княжестве глухого брожения, вызванного переворотом. Каравелов, члены его министерства, а также их сторонники, к домам которых на первое время была приставлена полицейская стража, удалились в соседние страны, а оставшиеся в княжестве агитировали против князя, нарушившего присягу.

В этих условиях Александр мог удержать предоставленные ему полномочия только опираясь на Россию, которая в то время пользовалась большим влиянием в Болгарии. Во главе болгарской армии и её отдельных частей, начиная с полковых, батальонных и ротных командиров, стояли русские офицеры, которым подчинялись и молодые болгарские офицеры. Приученное к дисциплине русскими офицерами, болгарское войско привыкло им повиноваться, и они являлись наиболее надёжным оплотом для поддержания княжеской власти и порядка в Болгарии. Поэтому в течение всего периода упразднения Тырновской конституции (с 27.04.1881 по 7.09.1883), князь Александр вынужден был ставить во главе исполнительной власти русских офицеров, которых он назначал председателями неоднократно сменяемых им кабинетов.

Однако князь был недоволен своими русскими министрами, которые не желали поддерживать во что бы то ни стало малочисленную и не пользовавшуюся расположением и доверием страны партию его любимцев. Они заботились исключительно о поддержании тишины и порядка в стране и об охране национальных её интересов. Кроме того, убедившись, что княжеские любимцы, преследуя чисто личные цели, вносят только интриги в дела высшего управления, неохотно давали им министерские портфели, предпочитая им болгар, стоящих вне борьбы партий.

Недоразумения между болгарским князем и его русскими министрами настолько обострились, что князь Александр, прибыв в мае 1883 в Москву на коронацию, выразил желание заменить их другими. В Софию для разрешение противоречий был направлен А.С.Ионин. Болгарский князь, недовольный миссией Ионина, поспешил войти в соглашение с оппозицией и Драганом Цанковым, который был вызван для переговоров в Софию.

Манифестом от 7.09.1883 князь совершенно неожиданно объявил о полном восстановлении Тырновской конституции, поручив составление кабинента Драгану Цанкову. Генералы Соболев и Каульбарс вслед за изданием манифеста подали прошение об отставке и оставили страну. Это ещё более охладило отношение болгарского князя к России и он издал приказ об увольнении всех русских офицеров, состоявших на болгарской службе.

Встревоженное таким поступком Баттенберга, правительство Цанкова командировало в Петербург Марка Балабанова для возвращения русских офицеров в случае согласия русского правительства заключить по этому предмету конвенцию с Болгарией. Русские офицеры, необходимость которых в качестве инструкторов армии сознавалась правительством и общественным мнением, остались в Болгарии, но им было воспрещено всякое участие в политических делах.

Тем не менее правительству Цанкова пришлось бороться с болгарскими эмигрантами, которые после восстановления конституции, возвратились с Каравеловым из Восточной Румелии. Произведенные в мае 1884 выборы в собрание дали огромное большинство оппозиции. Народное собрание 27.06.1884 избрало Стефана Стамбулова своим председателем, а правительство Цанкова вышло в отставку.

Составление нового кабинета князь поручил Каравелову. Во время этого второго правительства Каравелова князь Александр, сблизившись после поездки в Лондон с Англией, вошёл в деятельные сношения с революционной партией, агитировавшей в Румелии с целью присоединения этой области к Болгарскому княжеству. При этом князь Александр, стараясь изгладить воспоминания прошлого, сваливал на Россию свои прежние действия. Чтобы расположить к себе болгарских офицеров, он постоянно высказывал сожаление, что состоящие на службе в болгарском войске русские офицеры мешают их карьере, вызывая рознь между теми и другими.

6(18).09.1885 в Пловдиве (столица Восточной Румелии) началось восстание с целью объединения Болгарией. Князь Александр, несмотря на протест России, не желавшей ссориться с Австро-Венгрией, поддержал восстание и объявил о присоединении Восточной Румелии к княжеству, что положило начало Болгарскому кризису.

Опасаясь усиления единой Болгарии, сербский король Милан объявил ей войну. Итогом скоротечной войны стал разгром войск Сербии. Болгарское войско перешло в наступление и нанесло второе поражение сербам под стенами Пирота. 15.03.1986 при содействии великих держав в Букареште был подписан мирный договор между Болгарией и Сербией, по которому было восстановлен status quo.

В результате переговоров между Болгарским княжеством и Портой князь Александр был признан на 5 лет генерал-губернатором Восточной Румелии. 24.03.1886 на конференции послов великих держав была подписана конвенция, признавшая последовавшее между Портой и Болгарским княжеством соглашение, то есть предоставление болгарскому князю управление Восточной Румелией на 5 лет.

9(21).08.1886 Александр Баттенбергский был низвергнут с престола в результате заговора офицеров софийского гарнизона и присоединившегося к ним Струмского пехотного полка (при содействии агентов русского правительства). После подписания отречения он был выслан из пределов Болгарского княжества.

В Болгарии было образовано временное правительство, во главе которого был поставлен тырновский митрополит Климент (Васил Друмев). В состав этого правительства вошёл также Драган Цанков. Несколько дней спустя, во избежание междоусобий, временное правительство передало свою власть Каравелову.

Александр получил приглашение немедленно вернуться назад в Болгарию. Но по приезде в Софию, под давлением русского императора, он вторично отрёкся от звания болгарского князя, во имя восстановления добрых отношений с Россией.

Несколько лет спустя Александр женился на актрисе Йоханне Лойзингер. Остаток жизни провел в австрийском городе Грац, где у него родились сын Крум-Асен, граф Хартенау (1890-1965) и дочь Вера-Цветана (18931924). Александр умер 23.10.1893 и согласно его воле был похоронен в Болгарии, в центре Софии, где сейчас находится Мавзолей Баттенберга.