Alexandra Feodorovna sinh năm 1872 tại Darmstadt, Đức, là con gái của Louis IV, Đại công tước xứ Hesse & Rhine và công chúa Alice, con gái của nữ hoàng Anh Victoria. Khi Alexandra 6 tuổi, mẹ và chị gái cô qua đời vì bệnh bạch hầu và sau đó, Alexandra thường xuyên sống ở Anh với bà ngoại là Nữ hoàng Victoria. Alexandra được bà gọi là Alix. Cô bé có nhan sắc rất xinh đẹp và được bà ngoại vô cùng cưng chiều.
Năm 1884, Alexandra gặp Nicholas, người sau đó trở thành sa hoàng nước Nga, trong đám cưới của em gái Elizabeth. Nicholas phải lòng Alexandra một cách nhanh chóng mặc dù cả hai gia đình đều phản đối. Đặc biệt, bố của Nicholas, sa hoàng Aleksandr III vốn không thích người Đức nhưng cuối cùng cặp đôi vẫn đính hôn vào năm 1894.
Sa hoàng Aleksandr III băng hà vào ngày 1/11/1894 ở tuổi 49 và Nicholas II trở thành tân hoàng đế của Nga. Nicholas II và Alexandra tổ chức hôn lễ xa hoa tại nhà thờ lớn của cung điện mùa đông ở Saint Petersburg vào ngày 26 tháng 11 năm 1894, trùng ngày với ngày sinh nhật của mẹ sa hoàng Nicholas II, bấy giờ là hoàng thái hậu Maria Feodorovna.
Sau đám cưới với sa hoàng Nga, hoàng hậu Alexandra Feodorovna đã phải vật lộn để phù hợp với vai trò mới của mình. Alexandra Feodorovna không giỏi tiếng Nga và sự nhút nhát khiến bà tỏ ra lạnh lùng trước đám đông. Hoàng hậu bị cho là người lạnh lùng, kênh kiệu, không yêu thích văn hóa Nga, luôn ủng hộ chủ nghĩa thần quyền của vua chúa và tin rằng sự đồng thuận của nhân dân là không cần thiết.
Không được lòng dân nhưng cuộc sống riêng tư của hoàng hậu và sa hoàng rất hạnh phúc. Sa hoàng và hoàng hậu có một cuộc hôn nhân rất khăng khít và họ luôn yêu thương nhau. Vấn đề lớn duy nhất của họ là sau 9 năm chung sống, hoàng hậu chỉ sinh được 4 người con gái tên là Olga, Tatiana, Maria và Anastasia trong khi sa hoàng cần có con trai để nối ngôi.
Năm 1904, hoàng hậu Alexandra Feodorovna sinh được một người con trai tên là Alexei Nikolaevich nhưng gần như ngay lập tức, niềm vui trở thành nỗi sợ hãi khi hoàng hậu biết rằng con trai mình mắc bệnh máu khó đông. Kể từ thời điểm đó trở đi, hoàng hậu gần như chỉ tập trung vào việc tìm kiếm các phương pháp chữa trị để giảm bớt cơn đau và che giấu bệnh tật của con mình với công chúng.
Vào khoảng năm 1905, hoàng hậu được giới thiệu với một nông dân tự nhận là một tu sĩ - tín đồ huyền bí học có tên là Gregory Rasputin. Hoàng hậu nhanh chóng trở nên tin tưởng Gregory Rasputin, bà tin rằng Gregory là người duy nhất có thể xoa dịu nỗi đau và sự đau khổ của con trai cũng như cứu mạng Alexei trong một số trường hợp nhất định.
Khi căng thẳng ở Nga gia tăng do chiến tranh thế giới thứ nhất, sa hoàng rất bận rộn và ông để hoàng hậu thay mình xử lý các công việc của nhà nước. Rasputin cũng góp phần đưa ra các quyết định của nhà nước, đặc biệt là liên quan đến các cuộc bổ nhiệm nhân sự cấp cao.
Tuy nhiên, việc hoàng hậu sinh ra ở Đức khiến bà không được thần dân tin tưởng và nhiều người nghĩ rằng bà là gián điệp. Bên cạnh đó, hoàng hậu tiếp tục thể hiện niềm tin vào sự cai trị chuyên quyền và muốn con trai nối ngôi cha, bà chống lại mọi đề nghị cải cách và khăng khăng làm theo lời khuyên của Rasputin, vì thế Alexandra càng không được mọi người yêu mến.
Việc sa hoàng không thể phản kháng lại các quyết định của vợ mình cũng như Rasputin ngày càng có sức ảnh hưởng tới chính trường Nga đã dẫn đến việc Rasputin bị một nhóm quý tộc sát hại vào tháng 12 năm 1916. Sau đó một năm, cách mạng Nga bùng nổ và thành công. Duma (hạ viện của quốc hội liên bang) tuyên bố chính phủ lâm thời mới với Aleksandr Kerensky là một nhân vật chủ chốt của chế độ mới. Sa hoàng Nicholas II đã buộc phải thoái vị và tuyên bố thoái vị cho cả thái tử Aleksei.
Cả gia đình cựu sa hoàng bị quản thúc trong thời gian từ năm 1917 - 1918. Ngày 13 tháng 7 năm 1918, Yakov Yurovsky, sĩ quan chỉ huy tại nhà Ipatiev (ngôi nhà nơi cựu sa hoàng Nicholas II và gia đình bị quản thúc) nhận lệnh xử bắn cả gia đình cựu sa hoàng.
Cựu sa hoàng, hoàng hậu cùng 5 người con và một số gia nhân bị một đội hành quyết xả súng và đâm lưỡi lê trong tầng hầm của nhà Ipatiev vào ngày 17/7/1918. Sau vụ hành quyết, các thi thể bị ném xuống một hầm chứa mìn không sử dụng ở Ganina Yama, cách Yekaterinburg 19 km về phía bắc. Khi qua đời, sa hoàng mới 50 tuổi và hoàng hậu ở tuổi 46.
Sau nhiều năm, thi thể của hoàng hậu Alexandra cùng sa hoàng Nicholas II và ba cô con gái được an táng trong nhà nguyện Thánh Catherine của nhà thờ Peter and Paul tại St.Petersburg, Nga vào năm 1998. Tới năm 2007 người ta mới tìm thêm được hài cốt hai người con còn lại của vợ chồng cựu sa hoàng Nga.
Năm 2019, The Last Czars - một bộ phim tài liệu kể về triều đại của sa hoàng Nicholas II dài sáu phần đã được công chiếu trên kênh Netflix. Phim do Mỹ sản xuất với Robert Jack thủ vai sa hoàng Nicholas II và Susanna Herbert vào vai hoàng hậu Alexandra Feodorovna.