Он родился в Курске, в семье железнодорожного рабочего. Предки его, по всей вероятности, происходили из среды малороссийских крестьян. Уже в детстве у мальчика появляется два непохожих интереса, живопись и техника. Он учится в Курском железнодорожном училище и одновременно ходит в небольшую студию. По рекомендации своих тамошних наставников он получает художественное образование в Харьковском художественном училище. Октябрьские события определяют судьбу живописца - ему предстоит стать певцом революции и новой жизни.

Дейнека работает фотографом в Угрозыске, становится руководителем секции ИЗО Губнадобраза, занимается оформлением агитпоездов, выпускает плакаты, принимает участие в театральных постановках. Александр по мобилизации служит в Красной Армии, участвует в обороне родного Курска от белых войск, но не забывает о своём призвании - руководит художественной студией при Курском политуправлении и "Окнами РОСТА" в Курске, выезжает на фронт в качестве художника агитационного театра.

После службы молодого талантливого курянина командируют в Москву, где он получает возможность продолжить художественное образование во ВХУТЕМАСе, на полиграфическом отделении, у самых именитых учителей - известного живописца, графика и театрального декоратора Игнатия Нивинского и другого, ничуть не менее прославленного художника, сценографа, книжного иллюстратора, основателя советской ксилографии и теоретика живописи - Владимира Фаворского.

Во время учёбы Дейнека общается с одной из самых масштабных и знаковых личностей в истории советского искусства - поэтом Маяковским. Встречи эти окажут на художника огромное воздействие. Можно даже образно назвать Дейнеку Маяковским в живописи. И поэт, и художник выбирали схожие темы для своих произведений, их вдохновляло одно и то же - искренняя вера в революцию и советскую власть, любовь к пролетариату, восхищение физической силой и физическим здоровьем человека. Оба в своём творчестве уделяли большое место сатире, оба не чурались работы над рекламными и агитационными плакатами, считая это своим долгом перед обществом. Одна из лучших картин Дейнеки получит то же название, что и известное стихотворение Маяковского - "Левый марш"

Окончив ВХУТЕМАС, художник отправляется в командировку, которая послужит ему богатым материалом для творчества в двадцатые годы - в шахтёрский Донбасс. В 1924 году он принимает участие в "Первой дискуссионной выставке объединений активного революционного искусства" в составе "Группы трёх", совместно с двумя другими молодыми, подающими надежды художниками - Андреем Гончаровым и Юрием Пименовым. На следующий год участники этой выставки вместе с другими выпускниками ВХУТЕМАСа основывают "Общество станковистов" (ОСТ), Дейнека - один из членов-учредителей. Живописцы нового общества принимают решение совмещать новейшие европейские течения (в частности, экспрессионизм) с советской тематикой, провозглашают "ориентацию на художественную молодежь". Как и у других членов ОСТ, множество картин раннего периода творчества Дейнеки посвящены изображению "примет XX столетия", воспеванию мирной советской действительности: промышленного производства, индустриализации, жизни современного города и горожан, физической культуры и массового спорта.

Тогда же происходят события, которые сам художник считал основополагающими в своей карьере - начинается период его сотрудничества с рядом журналов: "Безбожник у станка", "У станка", "Прожектор", "Красная Нива". Журнал "Безбожник у станка" был посвящён атеистическому воспитанию масс и борьбе с религиозными предрассудками. Научные и исторические статьи, атеистическая публицистика сочетались с безжалостной сатирой: памфлетами на библейские темы, антирелигиозными частушками и, конечно, рисунками и карикатурами.

Попы и знахари, обличаемые кистью Дейнеки пришлись в этом журнале ко двору. Равно как и карикатуры на тех, кто считался классовым врагом победившего пролетариата: на кулаков, интервентов, нэпманов, мещан и манерных дам, сожалеющих о дореволюционных временах. Однако работа художника в "Безбожнике" и других журналах отнюдь не ограничивалась сатирой. Изображал он также и положительных героев времени в традициях ОСТ: шахтёров, строителей, спортсменов, женщин-пролетарок.

Иными словами, новый мир, здоровый и светлый, явственно противостоит у Дейнеки старому, больному, грязному миру буржуазных и религиозных пережитков. Сдержанное по колориту, предельно графичное, ритмичное, "снайперское" искусство - вот черты, характеризующие раннего Дейнеку. Художник оправдывал этот повышенный графизм тенденциями самой эпохи, считая, что настало время "более графическое, чем живописное".

В 1928 он пишет одно из главных творений, патетическую историко-революционную картину, которую впоследствии назовёт "своей любимой вещью" - полотно "Оборона Петрограда" с изображением шеренги петроградских рабочих, уходящих на борьбу с Юденичем.

В том же году Дейнека уходит из "Общества станковистов" вследствие несогласия с руководством. Во-первых, возглавлявший ОСТ Штеренберг возражал против того, чтобы члены общества пробовали себя в других видах искусства, помимо живописи - плакат, журнальный рисунок, театральная декорация. А кроме того, ОСТовцы всё больше замыкались на производственной тематике.

В 1929 году выходит в печать новый рабочий журнал "Даёшь", в котором Александр Александрович становится одним из основных художников и работает вместе со старыми знакомыми из "Безбожника". У его рисунков и картин появляется новая интересная особенность. В журнале работает ряд блестящих фотографов, и живописец заимствует у них неожиданные угловые ракурсы, оригинальные точки зрения. Это время оказывается для Дейнеки весьма плодотворным на плакатное творчество, в непривычном для себя жанре художник быстро осваивается и создаёт ряд достойных работ

Другое новое направление, за которое Дейнека смело берётся в конце двадцатых - рисунки в детских книгах и журналах. Одним из первых шагов становится работа над книгой "Про лошадей" для самых маленьких. Дейнека сотрудничает с детским журналом "Искорка", сопровождает своими иллюстрациями книги Агнии Барто, Николая Асеева.

Мастерство Дейнеки становится всё более плодотворным, разнообразным по тематике и настроению. Одновременно с фотографичными, жизненными и где-то игривыми полотнами он пишет идейные и трагические картины и вместе с тем продолжает рисовать плакаты.

1932 год можно считать вехой в творчестве Александра Дейнеки, новым этапом в развитии его искусства. Этим годом датируется "Мать" - одна из самых значительных его картин, которую Сысоев, биограф художника, называл советским вариантом Мадонны.

Дейнековскому образу матери с ребёнком на руках предстоит стать классическим. В тридцатые годы колорит в работах художника светлеет, становится мягче, портреты и пейзажи наполняются одновременно реализмом и романтизмом, появляется много женских образов. Произведения Дейнеки становятся лиричнее, человечнее и в то же время смелее, индивидуальнее. Вместе с тем он не прекращает писать в хорошо знакомых стилях на привычные темы.

Поездка в Севастополь в 1934 году даёт художнику почву для написания ряда новых пейзажей. Важную роль в творчестве Дейнеки играет и другая командировка - заграничная. В 1935 году художник посещает США, Францию и Италию. Итогом этого путешествия становится ряд городских пейзажей и портретов.

В тридцатые Александр Александрович снова сливает воедино две свои давние страсти - живопись и технику, пишет картины на тему авиации.

Авиационные картины Дейнеки разнятся по настроению - от изобразительности до героической патетики. Настоящим шедевром в этом ряду становятся "Будущие лётчики"

Картину можно назвать одним из лучших произведений социалистического реализма. В ней гармонично соединились высокое художественное качество и жизнеутверждающее содержание. Композиция построена художником таким образом, что пространство видоизменяется. Летящий гидроплан «меняет впечатление от окружающей среды», вектором своего движения он зрительно приближает горизонт. Подростки на первом плане внимательно и «со знанием дела» следят за маневрами самолета и по-юношески увлеченно обсуждают траекторию его полета. Содержанием произведение становится не столько жанровая сценка, сколько метафора прекрасного будущего, в которое устремлены герои и в которое невольно хочется поверить и зрителю.

В конце тридцатых Дейнека иллюстрирует книги об авиации, написанные для детского чтения известными лётчиками (Г. Байдуков "Через полюс в Америку", 1938, И. Мазурука "Наша авиация", 1940). Опыт работы над этими иллюстрациями позволит позднее создать такое монументальное произведение как "Никитка - первый русский летун", где Дейнека неожиданно решит вернуться к истокам и запечатлеть образ первого русского "авиатора".

Ещё один принципиально новый вид работы для Дейнеки - настенная роспись. Осенью 1937 года в строящемся Театре Красной Армии он начинает создавать декоративное панно - это займёт два года. А зимой 1938 года в стремительном темпе начинается работа над мозаичным циклом "Сутки советского неба" (на котором, по замыслу, должна быть запечатлена жизнь советского народа в течение одних суток) будущей станции московского метрополитена "Маяковская", всего за шесть месяцев до её открытия. Новое испытание Александр Александрович, как обычно, с честью проходит, и мозаичные панно по сей день украшают станцию. Впоследствии ему ещё раз предложат поработать в оформлении метро, но планы будут прерваны войной, и лишь в 1943 году откроется станция "Новокузнецкая" с расписанными Дейнекой плафонами наружного и подземного вестибюлей. 

В конце тридцатых творчество живописца пользуется популярностью и признанием не только на родине, но и за границей. В 1937 году панно "Знатные люди Страны Советов" приносит ему золотую медаль Парижской всемирной выставки.

А в 1939 архитектурный проект станции "Маяковская" (мозаики были воспроизведены в натуральном размере в мультимедийной инсталляции "Метрокомната") берёт Гран-при на Нью-Йоркской Международной выставке.

В 1941 году Дейнека создаёт картину "Левый марш", мотивы которой очевидно навеяны стихотворением Маяковского, тогда же решается запечатлеть и образ любимого поэта

Наступает Великая Отечественная, и в живописи, как и в жизни, мирные темы отходят на задний план. В первый год войны в центре внимания Дейнеки находится прифронтовая жизнь Москвы. Первой значительной работой становится "Окраина Москвы. Ноябрь 1941 года"

За ней следует ряд других городских пейзажей военного времени. Теперь старые места предстают в новом, драматичном и зловещем антураже. От города живописец переходит к сельской местности, с глубоким страданием запечатлевает изуродованную землю родной страны.

Не забыта тема авиации, но теперь картины несут совсем другие настроения, чем в тридцатые.

Побывав в разрушенном Севастополе, Дейнека, очень любивший этот город, потрясён произошедшими разительными и трагическими переменами. У него возникает идея написать батальное полотно, которое станет гимном мужеству защитников города. Чтобы собрать материал, он даже едет на передовую линию фронта в действующую армию под Юхнов и своими глазами наблюдает наступательные бои. Дейнека вспоминает: "Сквозь вьюгу, снег, который сечёт лицо и рвёт с плеч плащ-палатки, мчался танк с людьми на нём, в масле, копоти, обледенелыми, с обожженными морозом лицами и заснеженными бровями и ресницами. Это был Микеланджело, барочное буйство человека и природы…" Вернувшись, художник соединяет свои впечатления с воспоминаниями о прежнем довоенном городе и создаёт знаменитое героическое полотно "Оборона Севастополя".

Победа вдохновляет его на серию акварелей с видами на взятый Берлин (под общим названием "Берлин. 1945"), на изображение освобождённых просторов родной земли.

В послевоенный период Дейнека сохраняет прежний уровень работоспособности и мастерства, однако возвращается к старым, проверенным жанрам (мирные трудовые будни, спорт, духовно и физически здоровая натура), практически перестаёт расширять границы своего творчества. Тем не менее, за последующие два десятка лет он создаёт ещё множество шедевров.

В 1954 году он расписывает зрительный зал Челябинского театра оперы и балета, в 1956 создаёт мозаику для фойе актового зала МГУ, в 1961 - для фойе Дворец Съездов в Московском Кремле.

За мозаичные работы "Хорошее утро" и "Хоккеисты"  Александр Александрович в 1964 году получает Ленинскую премию.

В 1969 году его награждают орденом Ленина, орденом Трудового Красного Знамени и медалями, дают звание героя Социалистического Труда.

Помимо собственно живописи, Дейнека занимался и преподаванием. Он состоял в отделении декоративных искусств Академии художеств СССР, являясь членом президиума, вице-президентом, академиком-секретарем.