Александр Микулин родился 14 февраля 1895 года в городе Владимир. В 1912 году поступил в Киевский политехнический институт, где слушал лекции Жуковского, которому приходился племянником по материнской линии. Там же, в период обучения самостоятельно построил свой первый одноцилиндровый поршневой двигатель.
В связи с недостатком средств Микулин не смог завершить обучение и вынужден был устроиться работать на Русско-Балтийский завод в городе Рига. Трудовую деятельность начал слесарем, а затем работал формировщиком и помощником начальника сборочного отделения предприятия.
С 1914 года обучался в Московском Высшем Техническом Училище. На протяжении 1915 года, вместе с Жуковским занимался разработкой «Царь-танка».
В 1923 году приступил к работе в Научном автомоторном институте, где занял должность чертежника-конструктора, а через два года был назначен главным конструктором института. Первой разработкой инженера являлся автомобильный двигатель НАМИ-100. Далее Микулин работал над созданием первых отечественных авиационных двигателей, одним из которых стал
12-цилиндровый V-образный агрегат, созданный в 1928 году и получивший наименование АМ-34.
Создание АМ-34 стало прорывом для советского авиационного двигателестроения. Данный двигатель был выполнен на мировом уровне и устанавливался на такие самолеты как: АНТ-25 Туполева, совершивший перелет через Северный полюс в Соединенные Штаты Америки, самолет-гигант «Максим Горький» и бомбардировщики ТБ-3 и ТБ-7.
В период с 1930 по 1936 год Александр Микулин работал в Центральном институте авиационного моторостроения имени Баранова, в то время единственной организации, где сосредотачивались научные и конструкторские силы авиационного моторостроения.
C 1936 года занимал должность главного конструктора Московского авиамоторного завода имени Фрунзе. В 1939 году Микулин создал двигатель АМ-35А, который на высоте 6000 метров развивал мощность 1200 лошадиных сил. Его устанавливали на истребителях Микояна и бомбардировщиках Пе-8.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 октября 1940 года за выдающиеся достижения в области создания новых типов вооружения, поднимающих оборонную мощь Советского Союза, Микулину Александру Александровичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и Золотой медали «Серп и Молот».
Во время Великой Отечественной войны Микулин руководил созданием двигателей АМ-38, АМ-38Ф и АМ-42 для штурмовиков Ил-2 и Ил-10, двигателей ГАМ-35Ф для торпедных катеров и речных бронекатеров. С 1943 года служил в должности генерального конструктора авиационных двигателей и главным конструктором опытного авиамоторостроительного завода № 300.
После окончания войны, под руководством Микулина был создан двигатель ТКРД-1 — «турбокомпрессорный реактивный двигатель первый». Затем по его схеме разрабатывались двигатели, которые долгое время оставались самыми мощными в тяжелой бомбардировочной и пассажирской реактивной авиации СССР. Вслед за ним созданы мощные турбореактивные двигатели АМ-1, АМ-2, АМ-3, последний из которых много лет успешно работал на самолете Ту-104.
В 1950 году, Александр Александрович получил диплом об окончании Военно-воздушной инженерной академии имени Жуковского, который конструктору вручили в знак признания его выдающихся научных достижений.
Параллельно с трудовой и общественной деятельностью, конструктор занимался педагогической работой. Являлся преподавателем в Московском высшем техническом училище Баумана и в Военно-воздушной инженерной академии.
Единоличным решением министра авиационной промышленности Петра Дементьева, в 1955 году, без объяснения причин Александр Микулин был не только снят с должности главного конструктора, но и полностью отстранен от работы в авиационной промышленности.
По приглашению своего давнего товарища и соратника академика Стечкина, Микулин занял должность научного сотрудника в лаборатории двигателей Академии Наук СССР, где проработал вплоть до выхода на заслуженный отдых в 1959 году.
На пенсии Александр Александрович занялся проблемами сохранения здоровья. В 76 летнем возрасте поступил в медицинский институт и в 1975 году с отличием сдал государственные экзамены. В следующем году защитил кандидатскую диссертацию по медицине и опубликовал книгу под названием «Активное долголетие». Имея в середине жизни большие проблемы со здоровьем, сумел укрепить свой организм и достигнуть 90-летнего рубежа.
Микулин Александр Александрович скончался 13 мая 1985 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище города Москва.
