Александр (Алик) Маркус родился в посёлке Фрунзовка (до 1927 года местечко Захарьевка, в прошлом Тираспольского уезда Херсонской губернии, ныне — райцентр Фрунзовского района Одесской области Украины) в семье учителей местной еврейской школы (на идише) Симхи Шлёма-Зельмановича Маркуса и Фани Мордко-Лейзеровны Нестеровской. С 1935 года семья жила в Рыбнице Молдавской АССР. Отец будущего математика погиб на фронте в годы Великой Отечественной войны; мать с двумя детьми эвакуировались в деревню Козловка Питерского района Саратовской области, a после освобождения республики в июне 1944 года поселились в молдавском городке Сороки.
До 1950 года Александр Маркус учился в сорокской средней школе имени А. С. Пушкина, затем в Кишинёвском государственном университете. В 1955 году в «Докладах Академии наук СССР» опубликовал первую научную работу в соавторстве со своим научным руководителем Израилем Гохбергом и в 1959 году защитил кандидатскую диссертацию в Бакинском государственном университете.
В 1958 году И. Ц. Гохберг поставил относящуюся к комбинаторной геометрии задачу о покрытии выпуклых фигур подобными и сформулировал соответствующую гипотезу (независимо от него это также сделал Х. Хадвигер — т. н. задача освещения границы выпуклого тела Гохберга-Маркуса-Хадвигера, или Gohberg-Markus-Hadwiger Covering Conjecture). В 1960 году И. Ц. Гохберг и А. С. Маркус доказали справедливость этой гипотезы в двумерном случае (теорема Гохберга-Маркуса). Докторская диссертация, подготовленная под руководством И. Ц. Гохберга была защищена, но не утверждена. Работал в Академии наук Молдавской ССР и на факультете математики Кишинёвского государственного университета. С 1990 года — в Израиле, профессор (с 2003 года — emeritus) отделения математики и компьютерных наук Университета имени Бен-Гуриона в Беэр-Шеве.
Основные работы А. С. Маркуса — в области функционального анализа и линейной алгебры, в частности теории матриц, спектральной теории линейных операторов и теории управления. Среди учеников А. Маркуса — математики Леонид Лерер, Илья Мереуца, Георгий Руссу, Илья Крупник, и Вадим Ольшевский.