Наследник престола, назван в честь его предка царя Алексея Михайловича. Алексей унаследовал от матери гемофилию — болезнь, сопровождавшуюся очень болезненными внутренними кровоизлияниями и постоянно угрожавшую его жизни. Несмотря на болезнь мальчик рос веселым и жизнерадостным. В нем рано проявился своеобразный и сильный характер: он никому не подчинялся, кроме отца.
С.Я. Офросимова вспоминает: «Он был горячо привязан не только к близким к нему лицам, но и к окружающим его простым служащим; никто из них не видел от него заносчивости и резкого обращения. Одним из самых больших его удовольствий было играть с детьми дядьки (Деревенько) и быть среди простых солдат. Часто у него вырывалось восклицание: „Когда я буду царем, не будет бедных и несчастных. Я хочу, чтобы все были счастливы“... Он обожал отца и старался во всем ему подражать». С 22 марта 1917 года вместе со всей семьей был в местах заключения: Царском Селе, Тобольске и Екатеринбурге.
Расстрелян вместе с семьей 17 июля 1918 года, ему было 14 лет. Согласно записке Юровского, тело царевича Алексея было облито кислотой и сожжено в районе деревни Коптяки.