Село Александров Гай ведёт свою историю с конца XVII века, когда близ пойменных зарослей осины и тополя на реке Большой Узень выросло село. Первыми здесь селились вольные люди, бежавшие от крепостных пут крестьяне. Село названо по имени одного из первых поселенцев. Лес часто называют гаем (укр. гай — роща) и отсюда, видимо, возникло добавление к названию села. С 1762 года, когда старообрядцам было разрешено селиться в Заволжье, Александров Гай стал одним из крупных раскольнических центров.
Большинство крестьян прибыло из малоземельных сел Саратовской и Тамбовской губерний. В 1807 году впервые провели межевание земель, с начала 1830-х годов развивается хуторское хозяйство. Основным занятием жителей села к 60-м годам XIX века становится хлебопашество. Возделывали пшеницу, в основном — твёрдую, она пользовалась большим спросом на рынке. В торговой жизни села особо важную роль играли ярмарки. На ярмарку из окрестных сёл и хуторов, из Самары, Саратова,Средней Азии привозили: зерно, скот, мануфактуру, арбузы, дыни, рыбу, кожевенные, железо-скобяные, гончарные и др. изделия, из Эльтона завозили соль. 1895 год отмечен важным событием в жизни села: построена железная дорога, которая связала его с Покровской слободой (г. Энгельс). В начале XX века в селе имелись: церковь, 6 школ, 2 кирпичных завода, 30 ветряных и 1 паровая мельница, скотобойня, 2 мыловарных завода, приемный покой, Агентство русского торгового банка. 1927 год — начал работать элеватор, 1929 год — образован колхоз «Большевик», затем из него выделились 4 колхоза. Эти годы характерны строительством жилья, объектов соцкультбыта.
Алгемба — проект по сооружению железной дороги и нефтепровода от города Александров Гай до нефтяных месторождений в районе реки Эмбы. В январе 1935 года произошло административно-территориальное деление Новоузенского района на Александрово-Гайский и Новоузенский.
В эти годы в домах колхозников появляется радио, зажигаются первые электрические лампочки, начинает демонстрироваться звуковое кино. 1936 год — в районе действуют 12 хозяйств. Великая Отечественная война постучалась в каждый дом. 3480 земляков пошли защищать Родину, из них 1595 не вернулись. В память их в 1980 году в посёлке открыт Мемориальный комплекс 35-летия Победы.
В послевоенные годы началось укрупнение мелких хозяйств, освоение целинных и залежных земель. 1972 год — пришла волжская вода, появилась возможность развития орошения. С 1960 по 1973 год Александров Гай вновь входил в состав Новоузенского района. В эти годы идет реорганизация колхозов, проводится большая работа по озеленению села, высадке лесополос. 10 апреля 1973 года Указом Президиума Верховного Совета РСФСР район вновь становится самостоятельным образованием. Ведущей отраслью в районе было и есть овцеводство. Показатели в 80-е годы по овцеводству были лучшими в области. В животноводстве внедряется механический труд. Регулярное орошение имеет 7419 га. Параллельно с развитием сельского хозяйства темпы набирает строительство.
70-80 годы были самыми созидательными. Ежегодно вводятся сотни гектаров орошения, лиманы, десятки квартир в совхозах. В ноябре 1981 года была открыта дорога с твёрдым покрытием на г. Саратов. Были построены жилые посёлки мелиораторов и МПМК, улицы Солнечная и Полевая, возводились пятиэтажные, двухэтажные, двухквартирные дома. Во всех сёлах построены школы, детские сады, клубы и ДК. Открыт новый больничный комплекс, грязелечебница, комбинат бытового обслуживания, РТС и много других объектов. С 1988 года любимым местом отдыха жителей стал районный парк культуры и отдыха.
В начале 90-х годов одним из первых в области район завершил газификацию. Самое большое промышленное предприятие посёлка — компрессорная станция газопровода «Средняя Азия — Центр», крупнейшего в Европе.
В 90-е годы район переживает все тяготы переходного периода. Процесс разгосударствления коснулся практически всех предприятий и в большей части шёл не гладко и безболезненно, особенно в сельском хозяйстве. Во второй половине 90-х годов всплеск строительства: жилой пятиэтажный дом, ПУ-31, пристройка к средней школе № 2, три начальных школы.
С декабря 1996 года район получил официальный статус пустынной и безводной местности. В районе в настоящее время реализуются национальные проекты. Улучшается материально-техническая база здравоохранения, образования. На селе наметилась тенденция к возрождению сельского хозяйства, действуют 10 кооперативных хозяйств, 87 —фермерских. 7 мая 2011 года возведён памятник воинам-интернационалистам (бронетранспортёр).
