Dumas được sinh ra tại Paris, Pháp và là con ngoài giá thú của nữ thợ may Marie-Laure-Catherine Labay (1794–1868) với tiểu thuyết gia Alexandre Dumas. Cụ nội của Dumas là Marquis Alexandre-Antoine Davy de la Pailleterie, một quý tộc Pháp và Cao ủy trưởng trong đội pháp tại thuộc địa của Saint-Domingue—Haiti ngày nay— đã kết hôn với bà Marie-Cesette Dumas là một nô lệ châu Phi.

Đến năm 1831, ông được cha chính thức thừa nhận và đảm bảo cho ông được hưởng một nền giáo dục tốt nhất tại các trường trung học Institution Goubaux và the Collège Bourbon năm 1833 khi lên 9.

Vào thời đó, luật pháp cho phép Dumas cha đem đứa con đi xa khỏi người mẹ. Nỗi đau của mẹ đã truyền cảm hứng cho Dumas con viết về số phận bi kịch của các nhân vật nữ. Trong hầu hết các tác phẩm của mình, ông đã nhấn mạnh vào mục đích nhân đạo của văn học và trong vở kịch Đứa con trai ngoài giá thú (1858) ông cổ vũ niềm tin rằng nếu một người đàn ông có một đứa con ngoài giá thú thì phải có bổn phận thừa nhận đứa con và kết hôn với người phụ nữ đó.

Trong thời gian ở trường nội trú, Dumas con liên tục bị bạn cùng lớp chế giễu vì hoàn cảnh gia đình. Những điểu này đã ảnh hưởng sâu sắc tới tư tưởng, hành vi và lối viết của ông. Lẽ ra ông phải học luôn ở đó đến năm 19 tuổi, nhưng do sức khoẻ kém và thể trạng ngày càng suy nhược, nên ông đã trốn khỏi trường vào năm 17 tuổi, trong một chuyến đi "đổi gió" mà nhà trường cho phép.

Năm 1844, Dumas chuyển tới sống với cha ở Saint-Germain-en-Laye. Tại đây ông đã gặp nàng kỹ nữ xinh đẹp Marie Duplessis, trở thành cảm hứng cho tiểu thuyết lãng mạn để đời Trà hoa nữ (La Dame aux camélias) và đã được đổi tên thành nhân vật Marguerite Gauthier. Sau này tác phẩm được chuyển thể thành một vở kịch với tựa đề tiếng Anh là Camille và trở thành tiền đề cho vở 1853 opera của Verdi là La Traviata. Lần này thì Duplessis được đổi tên một lần nữa thành Violetta Valéry.

Dumas thừa nhân việc chuyển thể này là do ông túng thiếu tiền và ông đã thành công lớn với vở kịch này. Từ đó Dumas con đã bắt đầu sự nghiệp viết kịch không chỉ là nổi tiếng hơn cha mình trong suốt phần đời còn lại mà còn chiếm ưu thế trên các sân khấu kịch trang nghiêm nhất nước Pháp vào thế kỷ 19. Sau này, ông hầu như không còn viết tiểu thuyết mặc dù tác phầm bán tự truyện L'Affaire Clemenceau (1867) vẫn đạt được một số thành công nhất định.

Alexandre Dumas con qua đời tại Marly-le-Roi, Yvelines vào ngày 27 tháng 11 năm 1895. Ông được an táng tại nghĩa trang Cimetière de Montmartre ở Paris. Mộ của ông có lẽ rất tình cờ khi chỉ cách ngôi mộ của người tình Marie Duplessis 100 mét.