Алексей Петрович родился в 1690 году от первой жены Петра I Евдокии Лопухиной. Долгое время именно он считался наследником российского престола. Но править возможности ему так и не представилось, он умер, не дожив до 30 лет.

Царь Пётр участия в воспитании старшего сына практически не принимал, его занимали переустройство государства и становление страны сильной европейской державой. Алексей же особого образования не получил, с 6 лет учился грамоте у Никифора Вяземского, человека простого и малообразованного, которого иногда поколачивал.

Алеша, остававшийся с матерью, перенял негативное отношение Евдокии к Петру. А когда ему было семь, вернувшийся из поездки отец объявил Евдокии, что более он ее своей женой не считает и ей надлежит постричься в монахини. В 1698 году его мать Евдокию Лопухину насильно отправляют в монастырь, а восьмилетний Алексей передан под опеку своей тётки Натальи Алексеевны.

До 1709 года Алексей жил далеко от отца, в Преображенском, вместе с тем царевич находился в окружении лиц, которые, по его собственным словам, приучали его «ханжить и конверсацию иметь с попами и чернцами и к ним часто ездить и подпивать». Иными словами, наследника методично спаивали.

Шла Северная война. Тогда же в момент продвижения шведов Пётр поручает сыну следить за подготовкой рекрутов и строительством укреплений в Москве, однако результатом работы сына остаётся недоволен — особенно царя разозлило, что во время работ царевич ездил в Суздальский монастырь, где находилась его мать. Царевич продолжал в Преображенском, и вокруг него начали сосредотачиваться недовольные курсом царя люди. Те, кто хотел убрать монарха с престола, видели самым подходящим вариантом на замену именно Алексея. Особенно этого желала старомосковская знать, лишившаяся многих привилегий при Петре.

В 1711 году царевича женят на Шарлотте Вольфенбюттельской, немецкой принцессе. В этом браке родились двое детей: Наталья (умерла в 14-летнем возрасте) и Пётр (будущий Пётр II, умер в 15-летнем возрасте). После вторых родов Шарлотта скончалась, а Алексей выбрал себе любовницу из крепостных Ефросинью, с которой потом ездил в Европу.

В это время у самого Петра I рождается сын от второй жены Екатерины Алексеевны (Марты Скавронской). Это пошатнуло положение Алексея — он больше не представлял для отца интереса даже как вынужденный продолжатель дел. "...Я весьма тебя наследства лишу яко уд гангренный, и не мни себе, что я сие только в устрастку пишу — во истину исполню, ибо за Моё Отечество и люд живота своего не жалел и не жалею, то како могу Тебя непотребного пожалеть», - писал Пётр сыну в эти дни. Отличный пример педагогики от Петра, где отец грозит отрубить сыну гнилой член (ой, то есть "уд гангренный").

Пётр думал, что можно сына, как и прежде его мать, отправить в монастырь. Тогда бы он точно не мог посягнуть на царскую корону, да и Алексею там было бы спокойнее, как он и хотел. Царь все сильнее начал требовать решить вопрос с постригом, но вместо этого Алексей уехал в Польшу. Изначально он говорил, что хочет навестить Петра в Копенгагене, но сам тайно бежал в Вену и начал там вести тайные переговоры с европейскими правителями. Такое предательство стало для Петра последней каплей.

Император Священной Римской империи отказывался выдать Алексея, но разрешил допустить к нему царского посланника графа Толстого. Последний предъявил Алексею письмо Петра, где царевичу гарантировалось прощение любой вины в случае немедленного возвращения в Россию. Письмо это, однако, не смогло заставить Алексея вернуться. Тогда Толстой подкупил австрийского чиновника, чтобы тот «по секрету» сообщил царевичу, что его выдача в Россию — вопрос решённый. Это убедило Алексея, что расчёты на помощь Австрии ненадёжны. Решив, что помощи от Карла VI он не получит, и страшась насильственного возвращения в Россию, Алексей через французского офицера Дюре тайно обратился с письмом к шведскому правительству с просьбой о помощи. Однако данный шведами ответ (шведы обязались предоставить Алексею армию для возведения его на престол) запоздал, и царевич дал согласие на возвращение в Россию.

После возвращения за тайное бегство и деятельность во время пребывания за границей Алексей был лишён права на престолонаследие, причём он сам дал торжественную клятву об отказе от престола в пользу брата Петра Петровича в Успенском соборе Кремля в присутствии отца, высшего духовенства и высших сановников.

При этом ему было объявлено прощение на условии признания всех совершённых и известных к тому моменту проступков. При этом объявлялось, что за все, что царевич утаил, ему придется нести ответственность. Уже на следующий день после церемонии отречения началось следствие, порученное Тайной канцелярии и возглавленное тем же графом Толстым. Алексей в своих показаниях постарался изобразить себя жертвой своего окружения и перевести на своих приближённых всю вину. Лица, его окружавшие, были казнены, но это не помогло Алексею — его любовница крепостная Ефросинья, вместе с которой он прятался в Европе, дала исчерпывающие показания, изобличившие Алексея во лжи. Своей откровенностью Ефросинья спасла себе жизнь. После окончания следствия она была признана невиновной, получила от царя деньги на приданое и вышла замуж за офицера.

Также в одной из исповедей в церкви Алексей рассказал о том, как негативно он относится к своему отцу и всему тому, что он делает. Хоть тогда и существовала тайна исповеди, священник все равно донёс на Алексея, считая, что царская власть превыше.

Руководствуясь фактами, полученными во время следствия, 24 июня 1718 года Алексей был осуждён на смерть как изменник.

Умер он уже 26 июня, согласно официальной версии, «от удара». В 19 веке были обнаружены документы, согласно которым, царевича незадолго до смерти, уже после вынесения приговора, пытали, и эта пытка могла стать непосредственной причиной его смерти. Есть также версия, что Петру посоветовали отравить царевича, чтобы не мучился.

Пётр I опубликовал официальное извещение, где говорилось, что, выслушав смертный приговор, царевич пришёл в ужас, потребовал к себе отца, просил у него прощения и скончался по-христиански, в полном раскаянии от содеянного.

Еще говорят, что Алексея, отказавшегося принимать яд, на самом деле насильно повалили на пол темницы и в порыве гнева отрубили ему голову. Затем, чтобы скрыть эту страшную картину, пригласили некую Анну Крамер, одну из близких женщин Петра, которая пришила Алексею голову. Затем его приодели, чтобы скрыть следы избиений, а шрам на шее прикрыли большим галстуком. Картина, если честно, жуткая. Крамер, кстати, после смерти Алексея была удостоена чести, став фрейлиной Екатерины, а после смерти Петра сразу же уехала к себе в деревню, где и провела остаток своих дней в непрестанных молитвах и покаянии.

Похоронили Алексея в Петропавловской крепости в присутствии отца. Посмертная реабилитация Алексея и изъятие из обращения осуждающих его манифестов произошли во время недолгого царствия его сына Петра II.