Народився 20 серпня 1970 року в місті Новоград-Волинський.
У 1991 році закінчив Харківське гвардійське вище танкове командне училище. У 2004 році Національну академію оборони України.
З серпня 1991 по серпень 1993 рр. — командир танкового взводу (47 гв. тд (позивний Редіс) 3-ї Загальновійськової Червонознаменної армії) м. Хілерслебен Західної групи військ, ФРН;
З серпня 1993 по вересень 1997 рр. — командир танкової роти (30 тд) м. Новоград-Волинський на Житомирщині;
З вересня 1997 по листопад 1999 рр. — заступник начальника штабу танкового полку м. Новоград-Волинський на Житомирщині;
З листопада 1999 по серпень 2003 рр. — командир танкового батальйону м. Новоград-Волинський на Житомирщині;
З березня 2005 по липень 2006 рр. — заступник командира бригади м. Новоград-Волинський на Житомирщині;
З липня 2006 по березень 2007 рр. — командир українських миротворчих військ в Косово. 10 квітня 2007 року передав повноваження підполковнику Євгену Чумаченку.
З березня 2007 по лютий 2009 рр. — заступник командира бригади м. Новоград-Волинський Житомирської області;
З лютого 2009 по вересень 2010 рр. — начальник штабу бригади м. Новоград-Волинський на Житомирщині;
З вересня 2010 по березень 2015 рр. — командир 24-ї окремої механізованої бригади імені Данила Галицького, м. Яворів Львівської області.
23 серпня 2015 року Олександру Павлюку було присвоєно військове звання генерал-майора.
З березня 2017 року до квітня 2020 року — командувач військ Оперативного командування «Захід».
23 серпня 2018 указом Президента України № 242/2018 присвоєне військове звання генерал-лейтенанта.
З літа 2020 року Командувач підготовки Командування Сухопутних Військ ЗС України.
З 28 липня 2021 до 15 березня 2022 року — Командувач об'єднаних сил.
Від 15 березня по 21 травня 2022 року — голова Київської ОВА. Саме Олександру Павлюку доручена організація оборони та забезпечення столиці України — міста-героя Київ. Станом на початок квітня 2022 року, спільними зусиллями підрозділів, задіяних в обороні міста, противника вдалося відтіснити від Києва на кілька десятків кілометрів на всіх напрямках.
14 лютого 2023 року Кабінет міністрів призначив Олександра Павлюка першим заступником міністра оборони України.
6 березня 2023 року Указом Президента № 129 введений до персонального складу Ставки Верховного Головнокомандувача.
11 лютого 2024 року Президент Володимир Зеленський призначив Олександра Павлюка новим командувачем Сухопутних військ України.
24 серпня 2007 року, з нагоди Дня незалежності України та 750-річчя першої літописної згадки про Новоград-Волинський, Олександр Павлюк був удостоєний подяки голови Кабінету Міністрів України Віктора Януковича.
6 грудня 2012 року Віктор Янукович нагородив Олександра Павлюка орденом Богдана Хмельницького III ступеня.
Медаль «За військову службу Україні» (4 грудня 2007).
орден Богдана Хмельницького II ступеня (2.12.2016) — За особистий внесок у зміцнення обороноздатності Української держави, мужність, самовідданість і високий професіоналізм, виявлені під час виконання військового обов'язку, та з нагоди Дня Збройних Сил України.
4 березня 2022 року — За особисту мужність і героїзм, вагомий внесок у захист державного суверенітету та територіальної цілісності України — присвоєно звання «Герой України» з врученням ордена «Золота Зірка».
12.02.2024