Ο Αλέξανδρος Δουμάς υιός γεννήθηκε στις 27 Ιουλίου 1824 στο Παρίσι, ως νόθο τέκνο του λογοτέχνη Αλέξανδρου Δουμά και της Μαρί Λωρ Κατερίν Λαμπαί, μιας γειτόνισσάς του μοδίστρας. Το 1831, όταν ήταν σε ηλικία επτά ετών, ο πατέρας του τον αναγνώρισε νομικά και εξασφάλισε ότι ο γιος του θα λάμβανε την καλύτερη δυνατή μόρφωση στο Ίδρυμα Γκουμπώ και στο Κολλέγιο Μπουρμπόν. Εκείνη την εποχή ήταν που έλαβε χώρα η δικαστική διαμάχη για την κηδεμονία του, η οποία κατέληξε σε απόφαση του δικαστηρίου να την αναλάβει ο πατέρας του. Ο χωρισμός από τη μητέρα του και το μαρτύριο της στέρησης από το παιδί της, ήταν που τον ενέπνευσαν να γράψει σχετικά με τραγικούς γυναικείους χαρακτήρες.
Σε ηλικία 17 ετών και αφού παράτησε το κολέγιο, μετακόμισε στο Σαιν-Ζερμαίν-αν-Λεΐ για να ζήσει μαζί με τον πατέρα του. Το 1844 συνάντησε στο Παρίσι τη Μαρί Ντυπλεσί, μια νεαρή εταίρα, με την οποία σύναψε σχέση μέχρι τον Αύγουστο του 1845. Αυτή η κοπέλα, η οποία πέθανε το 1847, αποτέλεσε την έμπνευση για τη ρομαντική νουβέλα του Η κυρία με τις καμέλιες.
Στις 31 Δεκεμβρίου 1864, ο Δουμάς παντρεύτηκε τη Ναντιέσντα φον Κνόρινγκ. Το ζεύγος απόκτησε δύο κόρες: τη Μαρί-Αλεξαντρίν-Εριέτ Δουμά το 1860, και τη Ζανίν Δουμά το 1867. Μετά τον θάνατο της γυναίκας του, παντρεύτηκε την Εριέτα Ρενιέ ντε λα Μπριέρ, 1851–1934), τον Ιούνιο του 1895 λίγους μήνες πριν τον θάνατό του.
Το 1874 έγινε δεκτός ως μέλος της Γαλλικής Ακαδημίας και το 1894 τιμήθηκε με το παράσημο της Λεγεώνας της Τιμής. Πέθανε στις 27 Νοεμβρίου 1895 στο σπίτι του στο Μαρλύ-λε-Ρουά του Ιβλίν και κηδεύθηκε στο κοιμητήριο της Μονμάρτης στο Παρίσι. Ο τάφος του, ίσως τυχαία, βρίσκεται μόλις 100 μέτρα από αυτόν της Μαρί Ντυπλεσί.