Con dieciocho años se prometió en matrimonio con el gran duque Pablo Aleksándrovich, que era hermano del zar Alejandro III de Rusia y diez años mayor que Alejandra.

Pablo era hijo del zar Alejandro II de Rusia y de la zarina María Aleksándrovna.

Poco después volvió a estar embarazada, pero en una visita a la finca Ilínskoye, cerca de Moscú, se le adelantó el parto cuando estaba de siete meses.

Alejandra enfermó gravemente y permaneció en coma durante seis días, muriendo finalmente con veintiún años.

En 1940 trasladaron sus restos al cementerio real de Tatoi.