Aleksandrs Kovaļevskis dzimis 1840. gada 7. novembrī Vārkavas novadā, kas tolaik ietilpa Vitebskas guberņasDaugavpils apriņķa sastāvā. Skolu apmeklēja Daugavpilī, 1856. gadā iestājās Pēterburgas satiksmes ceļu inženieru korpusa institūtā Krievijā. 1859. gadā turpināja studijas Pēterburgas Universitātes fizikas un matemātikas fakultātē, 1860.—1862. gadā studēja medicīnu un bioloģiju Heidelbergas un Tībingenes Universitātēs Vācijā. Aizrāvies ar Čārlza Darvinaevolūcijas teoriju. Ieguvis zinātņu maģistra grādu Pēterburgas Universitātē par pētījumu «Lancetnieka — Amphioxus lanceolatus attīstība». 1866.—1867. gadā šajā universitātē kā privātdocents lasīja salīdzinošās anatomijas kursu. 1867. gadā aizstāvēja zooloģijas doktora grādu ar disertācijas darbu «Par Phoronis attīstību».
Kā zooloģijas profesors strādājis Kazaņas (1868) un Kijivas (1869) universitātēs. 1870.—1873. gadā devies zinātniskā ekspedīcijā uz Sarkano jūru un Alžīriju. 1873. gadā pārgājis darbā uz Jaunkrievijas (tagad — Odesas) Universitāti. 1890. gadā tika ievēlēts par Pēterburgas Zinātņu akadēmijas locekli. 1891. gadā Pēterburgas Universitātē vadīja histoloģijas katedru.
1892. gadā kļuva par Sevastopoles bioloģisko pētījumu stacijas direktoru. Miris 1901. gada 9. novembrī.
Мечников И. И. Александр Онуфриевич Ковалевский grāmatā: "Страницы воспоминаний". Сборник автобиографических статей, М., 1946;
Догель В. А. А. О. Ковалевский (1840— 1901), М.—Л., 1945;
Штрайх С. Я. Семья Ковалевских, М., 1948;
Хлопин Н. Г. и Кнорре А. Г., А. О. Ковалевский как гистолог и значение его работ для развития гистологии (К 50-летию со дня смерти), "Успехи современной биологии", 1951, т. 32, вып. 3(6);
Пузанов И. И., Александр Онуфриевич Ковалевский, его жизнь и значение в мировой науке, "Пращ Одеського державного ун-ту iм. I. I. Мечникова", 1955, т. 145, вип. 7, стр. 5—19;
Некрасов А. Д., Роль А. О. Ковалевского в изучении примитивной группы моллюсков Solengastres (Об одной забытой работе А. О. Ковалевского), grāmatā: "Труды Института истории естествознания и техники", т. 4, М., 1955 (стр. 149—63).
Haas, L F (May. 1999). "Alexander Onufrievich Kovalevsky (1840-1901)". J. Neurol. Neurosurg. Psychiatr. 66 (5): 680. doi:10.1136/jnnp.66.5.680. PMID10209188.
Kyle, R A; Shampo M A (Sept. 1982). "Alexander O. Kovalevsky". Journal of the American Medical Association 248 (11): 1336. doi:10.1001/jama.248.11.1336. PMID7050433.