Graf Alexei Orlow, der diesen Titel 1762 erhielt, wurde am 24. September (5. Oktober) 1737 im Dorf Ljutikino im Bezirk Bejetsk der Provinz Twer geboren. Er war der jüngere Bruder des Favoriten von Katharina II., Grigori Grigorjewitsch Orlow, und besaß ein Gut auf dem Donfeld. 1769 wurde Orlow General-Anchef und hatte auch die Positionen des Oberst der Leibgarde-Preobraschenski-Regiments und des Leutnants des Kavalergardekorps inne. Er wurde mit den Orden des heiligen Apostels Andreas des Erstberufenen, des heiligen Alexander Newski und des heiligen großen Märtyrers Georgs I. Klasse ausgezeichnet.

Alexei Orlow-Tschesmenski stammte aus dem Adelsgeschlecht der Orlows. Sein Vater, G. I. Orlow, wurde kurz vor seinem Tod 1746 Gouverneur von Nowgorod. Alexei erhielt seine Ausbildung im Landmilitärkorps und begann seine Dienstzeit als Soldat im Leibgarde-Preobraschenski-Regiment, wo er bis Anfang 1762 zum Sergeant aufstieg.

Orlow war einer der Anführer des Palastputsches am 28. Juni 1762, der Katharina II. auf den russischen Thron brachte. Er war an der Zwangsabdankung von Peter III. beteiligt. Obwohl es die Version gibt, dass Orlow oder F. Barjatinski Peter III. getötet haben, gibt es dafür keine verlässlichen Beweise; einige Forschungen betrachten Orlows „Bußbrief“ als Fälschung.

Nach dem Aufstieg Katharinas auf den Thron wurde Orlow Generalmajor und erhielt den Grafentitel. 1796, während der Umbettung von Peter III., trug er die kaiserliche Krone auf Befehl von Paul I., was starke Emotionen in ihm auslöste. Danach ging Orlow ins Ausland, kehrte aber unter Alexander I. nach Moskau zurück.

Orlow interessierte sich für Wissenschaft, unterstützte M. Lomonossow und D. I. Fonwizin und korrespondierte mit J. J. Rousseau. Er war einer der Gründer der Freien ökonomischen Gesellschaft und deren erster Vorsitzender. In den Jahren 1768-1769 entwickelte Orlow einen Plan für eine Militäraktion gegen die Türkei und kommandierte eine Eskadre der russischen Marine, wofür er mit dem Orden des heiligen Georgs 1. Klasse ausgezeichnet wurde und das Recht erhielt, sich Orlow-Tschesmenski zu nennen. 1775 führte er den Befehl von Katharina II. aus, die Prinzessin Tarakanowa nach Russland zu bringen.

Orlow-Tschesmenski führte in Russland als Erster die Mode des Zigeunergesangs ein, indem er 1774 das erste Zigeunerensemble aus Walachei mitbrachte. Er starb am 24. Dezember 1807 (5. Januar 1808) in Moskau. 1896 wurde die Asche der Orlows im Familienbesitz „Otrad“ umgebettet. Auf dem Chrenowski-Pferdegestüt, das Orlow gehörte, wurde die berühmte Pferderasse, der Orlow-Traber, sowie die erste Reitpferderasse in Russland, das Russische Reitpferd, gezüchtet.