Родился в Царском Селе в семье Александра II и Марии Александровны пятым сыном. Участник русско-турецкой войны 1877—1878 годов. С февраля 1887 года — командир лейб-гвардии Преображенского полка. С 26 февраля 1891 года — московский генерал-губернатор; одновременно с мая 1896 года — командующий войсками Московского военного округа (генерал-лейтенант). С декабря 1894 года — член Государственного совета. С 1892 года — почётный член находящегося под покровительством великого князя Владимира Александровича берлинского православного Свято-Князь-Владимирского братства. 4 февраля 1905 года, около 3 часов пополудни, великий князь отъехал в карете от Николаевского дворца в Кремле; при подъезде к Никольской башне был разорван «адской машиной», брошенной членом «Боевой организации партии социалистов-революционеров» Иваном Каляевым (за два дня до того, 2 февраля, тот отказался бросать бомбу в карету, увидев, что рядом с Великим князем сидят его жена и малолетние племянники); погиб сразу, смертельно ранило кучера, карету разнесло. Тело великого князя было расчленено взрывом на части; после бальзамирования и заморозки останки были положены во гроб, который был поставлен в соборе кремлёвского кафедрального Чудова монастыря.
