Родился в 1981 году в Москве. Отец — Иван Иванович, мать — Валентина Николаевна. Алексей второй ребёнок в семье, у него есть старший брат Сергей и младшие брат Андрей и сестра Юлия. Поначалу семья жила в коммунальной квартире на Арбате, впоследствии переехала в отдельную квартиру в районе «Спортивной». С трёх до шести лет Алексей серьёзно занимался гимнастикой, в дальнейшем учился в школе № 168 со спортивным уклоном, играл в футбол в дворовой команде на полях близлежащих Лужников, где его заметили тренеры ФШМ. Первым тренером Бугаева был Юрий Павлович Карнов.
Молодые футболисты ФШМ «Торпедо» 1981 года рождения выиграли первенство России в своём возрасте, Бугаев был признан лучшим защитником турнира, и его в числе других молодых игроков пригласили в дубль «Торпедо». Регулярно играя в течение двух последующих лет за дублирующий состав под руководством тренера Сергея Петренко, Бугаев привлекался и к матчам основного состава чёрно-белых. Дебютировал в первой команде в мае 2001 года в матче против саратовского «Сокола», всего в том сезоне провёл два матча в высшей лиге.
В дальнейшем, по приглашению Валерия Петракова, провёл один год в первом дивизионе в клубе «Томь», где был признан лучшим защитником команды, после чего вернулся в «Торпедо».
В составе чёрно-белых Бугаев провёл успешный сезон 2004 года, был приглашён Георгием Ярцевым в национальную сборную, поехал в её составе на чемпионат Европы в Португалию. В межсезонье руководство «Торпедо» решило принять предложение о продаже Бугаева в московский «Локомотив».
С «Локомотивом» Бугаев заключил трёхлетний контракт с возможностью продления ещё на год. В составе железнодорожников футболист провёл сезон 2005 года, после чего вновь уехал в Томск. С 2006 года регулярно выступал за «Томь» в матчах российской премьер-лиги, в начале 2008 года подписал с клубом новый годичный контракт.
28 августа 2008 года подписал контракт с ФК «Химки» до конца сезона, но за подмосковный клуб так ни разу и не сыграл. Контракт продлён не был.
В июле 2009 года на правах свободного агента стал игроком ФК «Краснодар». В середине мая 2010 года контракт с Бугаевым был расторгнут по обоюдному согласию.
В составе сборной России провёл 7 игр, кроме того, сыграл один матч за олимпийскую сборную страны.