Родился в семье священника Константина Бенеманского. Окончил Духовную семинарию. В 1904 году был рукоположен в сан священника. Служил в Тверском Христорождественском женском монастыре. Преподавал Закон Божий. После закрытия монастыря перешёл служить в храм иконы Скорбящей Божией Матери. Летом 1919 года был избран членом епархиального совета.
В конце 1926 года вернулся в Тверь. Продолжил борьбу с обновленцами. Служил настоятелем Скорбященской церкви.
Четвёртый, последний, арест — в 1937 году. Обвинён в участии в «контрреволюционной фашистско-монархической организации», возглавляемой священномучеником Фаддеем, архиепископом Тверским. Виновным себя не признал. Из дневников:
4 декабря 1937 года по приговору «Тройки» НКВД протоиерей Алексий Бенеманский был расстрелян. Место его захоронения неизвестно.
19 сентября 1999 года канонизован как местночтимый святой Тверской епархии. Причислен к лику святых новомучеников и исповедников Российских Деянием Юбилейного Архиерейского Собора Русской Православной Церкви, проходившего 13—16 августа 2000 года в Москве.
День памяти: 22 ноября/5 декабря и в Соборе святых новомучеников и исповедников Российских.