Александр Евгеньевич Ферсман родился 8 ноября (27 октября) 1883 года в Санкт-Петербурге. Его отец, Евгений Александрович Ферсман — видный военный деятель, мать - Мария Эдуардовна (урождённая Кесслер) — художник, музыкант, дочь генерала Э. Ф. Кесслера, дед — Александр Фёдорович Ферсман — учёный-артиллерист.
Окончил с золотой медалью гимназию в Одессе, с 1901 года учился на естественном отделении физико-математического факультета Императорского Новороссийского университета в Одессе.
В 1907 году окончил физико-математический факультет Московского университета, был учеником В. И. Вернадского, посещал его кружок по минералогии. Александр Евгеньевич вспоминал:
«Мы работали не менее 12 часов в лаборатории, нередко оставаясь на ночь, так что анализы шли целые сутки; два раза в неделю мы читали доклады в кружке у Вернадского, разбирали с ним коллекции, слушали его увлекательные лекции.»
В 1912 году вернулся в Петербург, с 1912 по 1919 год жил в доходном доме И. Е. Ритинга (Кронверкский проспект, 79), с 1920 по 1936 — в Доме академиков (набережная Лейтенанта Шмидта -7-я линия Васильевского острова, 2/1, лит. А).
Работал в Академии наук; старшим хранителем Геологического и минералогического музея имени Петра I РАН, выезжал в экспедиции для пополнения коллекции музея, был профессором минералогии Бестужевских высших женских курсов (1912—1919), директором Радиевого института (1922–26) в Ленинграде, возглавлял ряд ленинградских геологических институтов. Во время Первой мировой войны - секретарь Комиссии по изучению естественных производительных сил страны (КЕПС), выезжал на фронт. В 1919 году по представлению академиков В. И. Вернадского, А. П. Карпинского и А. Н. Крылова был избран действительным членом РАН по Отделению физико-математических наук (минералогия).
С 1942 в Москве, директор Института геологических наук АН СССР (сейчас Геологический институт РАН).
Автор трудов в области геохимии и минералогии, изучения драгоценных и поделочных камней и автор популярных книг и статей («Занимательная минералогия», 1928; «Воспоминания о камне», 1940; «Занимательная геохимия», 1950, и др.).
Проводил исследования Кольского полуострова (один из участников открытия месторождений апатита и медно-никелевых руд), Тянь-Шаня, Кызылкума и Каракумов, Урала, Забайкалья.
Один из основателей геохимии, автор геоэнергетической теории (в которой связал последовательность кристаллизации минералов с величинами энергий их кристаллических решёток). Доказал значимость применения геохимических методов при поисках месторождений полезных ископаемых. Провёл первое геохимическое районирование Европейской части России. Дал сводку данных о химическом составе оболочек Земли, метеоритов, Солнца, туманностей, предложил развивать космохимию.
Премии им. В. И. Ленина (1929), Сталина (1942), медаль Лондонского геологического общества (1943).
В последние годы жизни тяжело болел, читать и писать ему помогала жена Екатерина Матвеевна, которая внесла большой вклад в сохранение его научного наследия и публикацию его рукописей. Умер 20 мая 1945 года.
Именем Ферсмана названы Минералогический музей (в Москве, основанный изначально в Петербурге), минералы – ферсмит и ферсманит, топографические объекты на карте мира, учреждена денежная премия его имени. На фасаде Дома академиков в Петербурге установлена мемориальная табличка:
«Здесь с 1920 по 1936 год жил академик Александр Евгеньевич Ферсман. Выдающийся геохимик и минералог».
