Отец будущего казацкого вождя, Илья Петрович, боевой офицер эпохи туркестанских походов, в сентябре 1907 г. при увольнении от службы был произведён в чин генерал-майора. Мать — Елизавета Николаевна Ускова — дочь урядника, уроженка Оренбургской губернии. Сам Александр Ильич родился во время одного из походов в г. Казалинске Сырдарьинской области.
А. И. Дутов окончил Оренбургский Неплюевский кадетский корпус 1897 г., а затем Николаевское кавалерийское училище в 1899 г., был произведён в чин хорунжего и направлен в 1-й Оренбургский казачий полк, стоявший в Харькове.
Затем, в Санкт-Петербурге, окончил курсы при Николаевском инженерном училище 1 октября 1903 г., сейчас Военный инженерно-технический университет и поступил в Академию Генштаба, однако в 1905 г. Дутов добровольцем ушёл на Русско-японскую войну, воевал в составе 2-ой Мунчжурской армии, где за «отлично-усердную службу и особые труды» во время боевых действий был награждён орденом Св. Станислава 3-й степени. По возвращении с фронта Дутов А. И. продолжил обучение в Академии Генерального штаба, которую окончил в 1908 году (без производства в следующий чин и причисления к Генеральному Штабу). По окончании Академии штабс-капитан Дутов был направлен для ознакомления со службой Генерального Штаба в Киевский военный округ в штаб 10-го армейского корпуса. С 1909 по 1912 гг. он преподавал в Оренбургском казачьем юнкерском училище. Своей деятельностью в училище Дутов заслужил любовь и уважение со стороны юнкеров, для которых сделал очень много. Помимо образцового выполнения своих должностных обязанностей, он организовывал в училище спектакли, концерты и вечера. В декабре 1910 г. Дутов был награждён орденом Св. Анны 3-й степени, а 6 декабря 1912 г., в возрасте 33 лет произведён в чин войскового старшины (соответствовавший армейский чин — подполковник).
В октябре 1912 г. Дутов был командирован для годичного цензового командования 5-й сотней 1-го Оренбургского казачьего полка в Харьков. По истечении срока командования Дутов в октябре 1913 г. сдал сотню и вернулся в училище, где прослужил до 1916 г.
20 марта 1916 г. Дутов добровольцем ушёл в действующую армию, в 1-й Оренбургский казачий полк, входивший в состав 10-й кавалерийской дивизии III-го конного корпуса 9-й армии Юго-Западного фронта. Принимал участие в наступлении Юго-Западного фронта под командованием Брусилова, во время которого 9-я русская армия, где служил Дутов, разгромила 7-ю австро-венгерскую армию в междуречье Днестра и Прута. Во время этого наступления Дутов был дважды ранен, второй раз тяжело. Однако уже после двух месяцев лечения в Оренбурге он вернулся в полк. 16 октября Дутов был назначен командующим 1-м Оренбургским казачьим полком совместно с князем Спиридоном Васильевичем Бартеневым.
В аттестации Дутова, данной ему графом Ф. А. Келлером, говорится: «Последние бои в Румынии, в которых принимал участие полк под командой войскового старшины Дутова, дают право видеть в нем отлично разбирающегося в обстановке командира и принимающего соответствующие решения энергично, в силу чего считаю его выдающимся и отличным боевым командиром полка». К февралю 1917 г. за боевые отличия Дутов был награждён мечами и бантом к ордену Св. Анны 3-й ст. и орденом Св. Анны 2-й ст.
После Февральского переворота 1917 года избран в марте 1917 председателем Всероссийского союза казачьего войска, в апреле того же года возглавил съезд казаков России в Петрограде, в сентябре выбран атаманом Оренбургского казачества и главой (председателем) войскового правительства. По своим политическим взглядам Дутов стоял на республиканских и демократических позициях.
Октябрь 1917 г. — очередная веха стремительного взлета Дутова. К октябрю 38-летний Дутов из заурядного штаб-офицера превратился в крупную фигуру, известную по всей России и популярную в казачестве.
26 октября (8 ноября) Дутов вернулся в Оренбург и приступил к работе по своим должностям. В тот же день он подписал приказ по войску № 816 о непризнании на территории Оренбургского казачьего войска, власти большевиков, совершивших переворот в Петрограде.
Дутов взял под свой контроль стратегически важный регион, перекрывавший сообщение с Туркестаном и Сибирью. Перед атаманом стояла задача провести выборы в Учредительное собрание и поддерживать стабильность в губернии и войске вплоть до его созыва. С этой задачей Дутов в целом справился. Приехавшие из центра большевики были схвачены и посажены за решётку, а разложившийся и настроенный пробольшевистки (из-за антивоенной позиции большевиков) гарнизон Оренбурга был разоружён и распущен по домам.
В ноябре Дутов избран членом Учредительного Собрания (от Оренбургского казачьего войска). Открывая 7 декабря 2-й очередной Войсковой Круг Оренбургского казачьего войска, говорил:
16 декабря атаман разослал командирам казачьих частей призыв направить казаков с оружием в войско. Для борьбы с большевиками нужны были люди и оружие; на оружие он ещё мог рассчитывать, но основная масса казаков, возвращавшихся с фронта, воевать не хотела, только кое-где формировались станичные дружины. В связи с провалом казачьей мобилизации Дутов мог рассчитывать лишь на добровольцев из офицеров и учащейся молодежи, всего не более 2-х тысяч человек, включая стариков и молодежь. Поэтому на первом этапе борьбы оренбургский атаман, как и другие лидеры антибольшевистского сопротивления, не сумел поднять на борьбу и повести за собой сколько-нибудь значительное число сторонников.
Тем временем большевики начали наступление на Оренбург. После тяжёлых боёв во много раз превосходящие дутовцев отряды Красной армии под командованием Блюхера подошли к Оренбургу и 31 января 1918 года в результате совместных действий с большевиками, засевшими в городе, захватили его. Дутов решил не покидать территорию Оренбургского войска и отправился в центр 2-го военного округа — Верхнеуральск, находившийся вдали от крупных дорог, рассчитывая там продолжить борьбу и сформировать новые силы против большевиков.
Но в марте казаки сдали и Верхнеуральск. После этого правительство Дутова обосновалось в станице Краснинской, где к середине апреля попало в окружение. 17 апреля, прорвав окружение силами четырёх партизанских отрядов и офицерского взвода, Дутов вырвался из Краснинской и ушёл в Тургайские степи.
Но тем временем большевики своей политикой озлобили до того нейтральную к новой власти основную часть оренбургского казачества и весной 1918 г., вне связи с Дутовым, на территории 1-го военного округа началось мощное повстанческое движение, руководимое съездом делегатов 25 станиц и штабом во главе с войсковым старшиной Д. М. Красноярцевым. 28 марта в станице Ветлянской казаки уничтожили отряд председателя совета Илецкой Защиты П. А. Персиянова, 2 апреля в станице Изобильной — карательный отряд председателя Оренбургского ВРК С. М. Цвилинга, а в ночь на 4 апреля отряд казаков войскового старшины Н. В. Лукина и отряд С. В. Бартенева совершили дерзкий налет на Оренбург, заняв город на некоторое время и нанеся красным ощутимые потери. Красные ответили жестокими мерами: расстреливали, сжигали сопротивлявшиеся станицы (весной 1918 г. сожжено 11 станиц), налагали контрибуции.
В результате к июню только на территории 1-го военного округа в повстанческой борьбе участвовало свыше 6 тысяч казаков. В конце мая к движению присоединились казаки 3-го военного округа, поддержанные восставшими чехословаками. Красногвардейские отряды на территории Оренбургского войска были повсеместно разбиты, и 3 июля казаками был взят Оренбург. От казаков к Дутову, как законно избранному войсковому атаману, была выслана делегация. 7 июля Дутов прибыл в Оренбург и возглавил Оренбургское казачье войско, объявив территорию войска особой областью России. 28 сентября казаки взяли Орск — последний из городов на территории войска, занятых большевиками. Таким образом, территория войска была на некоторое время полностью очищена от красных. Части Дутова в ноябре вошли в состав Русской армии адмирала Колчака. Оренбургские казаки с переменным успехом вели борьбу с большевиками, но в сентябре 1919 года Оренбургская армия Дутова была разбита Красной армией под Актюбинском. Атаман с остатками войска отошёл в Семиречье, где присоединился к Семиреченской армии атамана Анненкова. Из-за отсутствия продовольствия переход через степи стал известен, как «Голодный поход». По приходу в Семиречье Дутов назначен атаманом Анненковым генерал-губернатором Семиреченской области. В мае 1920 года перешёл в Китай вместе с Семиреченской армией атамана Анненкова.
7 февраля 1921 атаман Дутов был убит в Суйдуне агентами ЧК под руководством Касымхана Чанышева. Группа чекистов состояла из 9 человек. Дутов был застрелен в упор в своем кабинете членом группы Махмудом Хаджамировым (Ходжамьяровым) вместе с 2-мя часовыми и сотником. Дутов и убитые с ним в ходе боя охранники были похоронены с воинскими почестями в Кульдже. Чекисты вернулись обратно в Джаркент. 11 февраля из Ташкента была отправлена телеграмма об исполнении задания председателю Туркестанской комиссии ВЦИК и СНК, члену РВС Туркестанского фронта Г. Я. Сокольникову, а копия телеграммы была направлена в ЦК РКП(б)..