Сын тайного советника, гофмейстера и фаворита Анны Иоанновны Петра Михайловича Бестужева-Рюмина и Евдокии Ивановны Талызиной Алексей родился в Москве. Получил хорошее образование в академии Копенгагена, а затем в Берлине, проявив большие способности к языкам. В 19 лет был определен дворянином при посольстве князя Б. И. Куракина на конгрессе в Утрехте; затем, находясь в Ганновере, сумел получить чин камер-юнкера при ганноверском дворе. С разрешения Петра I с 1713 по 1717 г. состоял на службе в Ганновере, а затем в Великобритании и приезжал в Санкт-Петербург с известием о восшествии на английский престол Георга I.
В 1717 г. Бестужев-Рюмин возвратился на русскую службу и был назначен обер-камер-юнкером при вдовствующей герцогине Курляндской, а затем занимал пост резидента в Копенгагене с 1721 но 1730 г.; в Гамбурге с 1731 по 1734 г. и вновь в Копенгагене до 1740 г.
Находясь все эти годы на дипломатической службе, Алексей Петрович получил орден св. Александра Невского и чин тайного советника. В 1740 г. по протекции герцога Бирона ему был дан чин действительного тайного советника, а затем он был назначен кабинет-министром в противовес графу Остерману. Бестужев-Рюмин содействовал Бирону в назначении его регентом при малолетнем императоре Иоанне Антоновиче, но с падением герцога и сам лишился своего высокого положения. Был заключен в Шлиссельбургскую крепость, а затем приговорен судом к четвертованию, замененному, из-за недоказанности обвинения и сильных покровителей, ссылкой в деревню. В конце того же года был вызван графом Головкиным и князем Трубецким в Санкт-Петербург, успев принять участие в перевороте 25 ноября 1741 г. в пользу Елизаветы Петровны. Через пять дней после своего воцарения императрица пожаловала Алексею Петровичу орден св. Андрея Первозванного, а затем — звание сенатора, должность директора почтового ведомства и вице-канцлера.
25 апреля 1742 г. отец Алексея Петровича был возведен в графское достоинство Российской империи; таким образом и он стал графом. В 1744 г. императрица назначила его государственным канцлером, а 2 июля 1745 г. император Священной Римской империи Франц I удостоил Бестужева графского титула. Канцлер стал графом двух империй.
С 1756 г. Бестужев-Рюмин состоял членом созданной по его инициативе Конференции при высочайшем дворе и имел возможность влиять на действия русской армии, участвовавшей в этот период в Семилетией войне. Руководя внешней политикой Российской империи, он ориентировался на союз с Великобританией, Голландией, Австрией и Саксонией против Пруссии, Франции и Турции. Разъясняя императрице свой политический курс, неизменно ставил в пример Петра I и говорил: «Это не моя политика, а политика вашего великого отца». Изменение внешнеполитической ситуации, приведшей к союзу Великобритании с Пруссией и сближению России с Францией в ходе Семилетней войны, а также участие Бестужева-Рюмина в дворцовых интригах, в которых были замешаны великая княгиня Екатерина и фельдмаршал Апраксин, привели к отставке канцлера. 27 февраля 1758 г. он был лишен чинов и знаков отличий и отдай под суд; после длительного следствия Алексея Петровича приговорили к смертной казни, которую императрица заменила ссылкой в деревню. В манифесте о преступлениях бывшего канцлера говорилось, что «велено ему жить в деревне под караулом, дабы другие были охранены от уловления мерзкими ухищрениями состарившегося в них злодея». Бестужев был сослан в свою можайскую деревню Горетово.
Петр III отрицательно относился к опальному вельможе и, вернув других сосланных сановников прежнего царствования, его оставил в ссылке. Свергнувшая супруга и занявшая престол Екатерина II возвратила Бестужева из ссылки и особым манифестом восстановила его честь и достоинство. В нем говорилось: «Граф Бестужев-Рюмин ясно нам открыл, каким коварством и подлогом недоброжелательных доведен он был до сего злополучия… <…>…За долг христианский и монарший мы приняли: его, графа Бестужева-Рюмина, всенародно показать паче прежнего достойным покойной тетки нашей, бывшей его государыни, доверенности и пашей особливой к нему милости, яко сим нашим манифестом исполняем, возвратя ему с прежним старшинством чины генерал-фельдмаршала, действительного тайного советника, сенатора и обоих российских орденов кавалера с пенсионом по 20 000 рублей в год».
Получив чин генерал-фельдмаршала, Бестужев тем не менее пе вернул себе звания канцлера, на которое рассчитывал. В начале нового царствования он входил в число ближних советников Екатерины II, по активной роли в политике уже не играл. Екатерина изредка обращалась к Бестужеву за советом: «Батюшка Алексей Петрович, прошу вас приложенные бумаги рассмотреть и мнение ваше написать».
Алексей Петрович Бестужев-Рюмин был женат на Анне Ивановне Бегтихер и имел сына и дочь.