Alexandra Joséphine Teresa Charlotte Marie Wilhelmine nació el 16 de febrero de 1991 en el Hospital Materno Gran Duquesa Charlotte de Luxemburgo. Es la cuarta hija de los Grandes Duques Enrique y María Teresa, por lo que la joven tiene otros cuatro hermanos, los Príncipes Guillermo, Félix y Luis que son mayores que ella, así como el Príncipe Sebastian de Luxemburgo que es el benjamín de la familia.
Apenas unos meses después de su nacimiento fue bautizada asistiendo a la ceremonia como padrinos el Príncipe Miguel de Ligne y la Archiduquesa María Ana de Austria.
La joven comenzó su trayectoria escolar en Angelsberg, mientras que la educación secundaria la realizó en el Liceo Vauban de Luxemburgo, obteniendo así su bachillerato con honores. De manera que, una vez terminados sus estudios obligatorios, acudió a la Universidad Franciscana de Steubenville de Estados Unidos para cursar la licenciatura de Psicología y Ciencias Sociales.
Ahora bien, su formación académica no quedó ahí, sino que una vez graduada decidió trasladarse a París para obtener la carrera de Filosofía, haciendo una especialización en antropología. Además, la hija de los Grandes Duques de Luxemburgo habla los dos idiomas oficiales de su país, el luxemburgués y francés, así como el inglés y español, este último gracias a la procedencia cubana de su madre que se encargó de que todos sus hijos aprendieran su idioma materno. Ahora bien, los conocimientos de la Princesa no quedan ahí, puesto que también tiene conocimientos de italiano y alemán.
Aficionada a los deportes, la Princesa Alejandra ha practicado atletismo, esquí, baile, tenis y gimnasia rítmica. En 2009 fue designada por su hermano, el Príncipe Luis, y Tessy Antony como madrina de su primer hijo al que llamaron Gabriel.
Ahora bien, en 2012 Luxemburgo dio un paso adelante y abolió el reglamento interno de la Casa Ducal para establecer que sea la edad el factor determinante para establecer la línea de sucesión al trono y no así el sexo. Por ello, en aquel año Alejandra de Luxemburgo pasó a ocupar el tercer puesto por detrás de sus dos hermanos mayores, pero por delante del Príncipe Sebastián. Hay que recordar que el Príncipe Luis renunció a sus derechos sucesorios para poder así contraer matrimonio con la soldado Tessy Antony.
Apenas dos años después de esta decisión, la Princesa Alejandra volvió a convertirse en madrina de otro recién nacido, aunque en este caso fue de la Princesa Amalia de Nassau, primogénita de Félix de Luxemburgo y Claire Lademacher.
Alejandra de Luxemburgo ha trabajado en el ámbito del periodismo ligado sobre todo a las relaciones internacionales tras cursar una beca en el Consejo se Seguridad de las Naciones Unidas en Nueva York cuando Luxemburgo no era un miembro permanente.
Sin embargo, en 2017 decidió retomar de nuevo sus estudios y comenzó a estudiar un máster en estudios interreligiosos centrado principalmente en la resolución de conflictos por el Irish School of Ecumenics. Y es que la cuarta hija de los Grandes Duques de Luxemburgo ha desarrollado durante varios años labores de voluntariado con personas refugiadas.
