Родилась в поселке Бекетовка под Сталинградом (ныне Волгоград).

В 1948 году - поступила в Московскую Государственную консерваторию, где занималась у выдающегося композитора профессора Виссариона Шебалина.

В 1953 году - окончила консерваторию, а в 1956 году - аспирантуру, защитив диссертацию на тему «Партитура оперы М.И. Глинки «Руслан и Людмила».

Больше всего известна как композитор-песенник, написавший около четырехсот песен и музыки к фильмам. Ей принадлежат такие хиты, как: «Главное, ребята, сердцем не стареть!», «Беловежская пуща», «До свиданья, Москва!», «Нежность», «Орлята учатся летать», «И вновь продолжается бой», «Как молоды мы были», «Команда молодости нашей» и многие другие.

Среди авторов стихов песен Александры Пахмутовой выдающиеся поэты: Лев Ошанин, Михаил Матусовский, Евгений Долматовский, Роберт Рождественский и другие. Однако большинство песен были написаны в творческом союзе с Николаем Добронравовым, известным российский поэтом-песенником, мужем Александры Пахмутовой.

Ее песни исполняли и исполняют такие именитые артисты, как Людмила Зыкина, Сергей Лемешев, Георг Отс, Муслим Магомаев, Иосиф Кобзон, Лев Лещенко, Эдуард Хиль и многие другие. Песни Пахмутовой были и остаются в репертуаре таких прославленных коллективов, как Краснознаменный ансамбль песни и пляски Российской армии им. А.В. Александрова, Государственный русский народный хор имени Пятницкого, Детский хор Гостелерадио, а также ансамблей «Песняры», «Самоцветы», «Надежда» и других.

В течение многих лет являлась председателем Всесоюзной комиссии массовых музыкальных жанров.

Более двадцати лет, начиная с 1968 года, возглавляла жюри Международного конкурса песни «Красная гвоздика».

С 1968 по 1991 год - была секретарем правления Союза композиторов СССР.

С 1973 по 1995 год – секретарь правления Союза композиторов России.

С 1969 по 1973 год - была депутатом Моссовета.

С 1980 по 1990 год – была депутатом Верховного Совета РСФСР, избиралась членом Президиума Верховного Совета РСФСР.

В 1971 году ей было присвоено звание «Заслуженный деятель искусств РСФСР», 1 августа 1977 года – звание «Народный артист РСФСР», а 22 июня 1984 года – звание «Народный артист СССР».