Александра Александровна Экстер (урождённая Григорович) родилась 6 января 1882 г. в городе Белосток Гродненской губернии (ныне - территория Польши) в семье коллежского асессора.
Отец - Александр Аврамович Григорович
Обучалась в Киеве в гимназии Святой Ольги, которую закончила 1899 году.
С 1901 по 1903 годы, а также, как вольнослушатель, с 1906 по 1908 годы занималась в Киевском художественном училище.
В 1903 году вышла замуж за двоюродного брата, адвоката Николая Евгеньевича Экстера.
В те же годы организовала в своем доме салон-мастерскую, ставший местом встреч представителей киевского авангардного искусства.
В 1907 году уехала в Париж, где стала заниматься в парижской академии Гранд-Шомьер и посещать класс портретиста Карло Дельваля. Во время этой поездки у неё сложились дружеские отношения с П. Пикассо и Г. Аполлинером.
С 1908 по 1914 годы жила в разных городах России (Москва, Киев, Одесса, Петербург), много путешествуя по Европе.
В 1908 году организовала в Киеве вместе с Д. Д. Бурлюком выставку "Звено".
В 1912 году в Италии познакомилась с художником-футуристом Арденго Соффичи, а через него — с ведущими авангардистами этой страны, принимала участие в их выставках.
Принимала участие в большинстве наиболее значительных выставок авангардного искусства в России (выставки Бубнового валета — февраль 1912 года, Союза молодежи, Трамвай В и др.), Франции (Салон Независимых — март 1912-го и др.), в Италии.
В 1915 году вступила в группу К. Малевича Супремус.
В 1915—1916 годах вместе с другими художниками-супрематистами Экстер работала с крестьянами в художественной артели села Вербовка (руководитель — её ученица Нина Генке) и села Скопцы (руководитель Наталья Давыдова).
В 1918—1921 годах — вместе с Вадимом Меллером работала с Брониславой Нижинской, сестрой В. Нижинского, в её балетной студии в Киеве.
В 1921 году принимала участие в концептуальной выставке конструктивистов "5х5=25".
В 1923 году вместе с В. И. Мухиной оформила павильон газеты "Известия" на первой Всероссийской сельскохозяйственной и кустарно-промышленной выставке в Москве.
А. А. Экстер преподавала в Одесской детской художественной школе, затем в собственной студии в Киеве (1918).
1921-1922 гг. - вела курс во ВХУТЕМАСе (ныне - территория Красносельского района Москвы.
С 1924 года жила за границей. В 1925 году приняла участие в Международной выставке современных декоративных и промышленных искусств в Париже.
Умерла 17 марта 1949 года в Фонтене-о-Роз под Парижем.
Как художник театра и кино работала над спектаклями Московского камерного театра А. Я. Таирова ("Фамира Кифаред" И. Ф. Анненского (1916), "Саломея" О. Уайльда (1917)), "Ромео и Джульетта" У. Шекспира (1921), фильмами ("Аэлита" Я. А. Протазанова) и др.
В качестве дизайнера по костюмам сотрудничала с Московским ателье мод, работала над созданием парадной формы Красной Армии (1922—1923).
В 1924—1925 годах участвовала в оформлении Советского павильона на XIV Международной выставке в Венеции и подготовке экспозиции советского отдела Всемирной выставки современного индустриального и декоративного искусства ("Арт Деко") в Париже.
В начале 1930-х годов Александра Экстер начала работать в направлении Les Livres Manuscrits — создание уникальных, выполненных от руки книг, каждая страница которых имеет авторский автограф. Эти книги Экстер делала, как правило, в одном, изредка — в трех-пяти экземплярах.