Александр Дейнека родился 20 (8 по ст. стилю) мая 1899 г. в Курске в семье железнодорожника. Посещал художественную студию, организованную художниками В.В. Голиковым, М.Н. Якименко-Забугой и А.А. Полетико. С 1916 по 1917 учился в Харьковском художественном училище у М.Р. Пестрикова и А.М. Любимова. С 1920 по 1925 г. учился на полиграфическом факультете в московском ВХУТЕМАСе у В.А.Фаворского. В 1925 г. вместе с другими выпускниками ВХУТЕМАСа основал Общество художников-станковистов, целью которого было создание нового изобразительного языка, способного адекватно отразить современность.
Важное место в творчестве Дейнеки занимают монументально-декоративные работы — он оформил росписями и панно фабрику-кухню в Филях (1932), ВСХВ (1938—1939), ЦТСА (1940), павильоны СССР на Всемирных выставках в Париже (1937) и Брюсселе (1958). По эскизам Дейнеки в мастерской В.А. Фролова в Ленинграде были набраны мозаики, которые украшают станции московского метро «Маяковская» (1938) и «Новокузнецкая» (1943) [1]. Также эскизы Дейнеки использованы при наборе мозаик для главного здания МГУ (1951—1953) и Дворца съездов в Кремле (ныне Государственный Кремлёвский Дворец; 1960—1961).
На протяжении всей карьеры Дейнека также активно занимался преподаванием — в 1928—1930 г. он преподавал в московском Вхутеине, с 1928 по 1934 г. — в Московском полиграфическом институте, с 1934 по 1963 г. (с перерывами) — в Московском художественном институте имени В. И. Сурикова, с 1945 по 1952 г. — в Московском институте прикладного и декоративного искусства, с 1953 по 1957 г. — в Московском архитектурном институте.
В 1964 г. за мозаики 1959–1962 годов («Хорошее утро», «Доярка», «Красногвардейцы») Дейнеке была присуждена Ленинская премия.
Художник умер 12 июня 1969 г. в Москве. Похоронен на московском Новодевичьем кладбище. На доме, где он жил и работал, установлена мемориальная доска. 3 ноября 1969 года Курской картинной галерее присвоено имя А.А.Дейнеки.