Alexandre Nikolaïevitch Bakulev est né le 25 novembre 1890 dans le village de Nevenikovo, qui se trouve maintenant dans le district de Slobodsky de la région de Kirov. Il était issu d'une ancienne famille viatka des Bakulev.

En 1911, Bakulev a terminé le premier gymnase de Viatka, puis la faculté de médecine de l'université de Saratov.

Pendant la Première Guerre mondiale, il a servi en tant que médecin junior dans le 80e régiment kabardien sur le front occidental pendant deux ans et demi. Pour sa participation à une opération de reconnaissance, il a été décoré de l'ordre de Saint-Stanislas de 3e classe.

Depuis 1919, Bakulev a travaillé comme médecin ordinaire à la clinique chirurgicale universitaire sous la direction de S. I. Spasokukotsky. En 1926, il a commencé à travailler au département de chirurgie du 2e institut médical de Moscou et en 1943, il en a pris la direction.

Son activité professionnelle couvrait des domaines de la médecine tels que la chirurgie rénale, la chirurgie osseuse, le traitement chirurgical des ulcères, ainsi que la chirurgie cardiaque et des tumeurs du médiastin et des poumons. En 1948, il a réalisé une opération pour corriger une malformation cardiaque congénitale. Bakulev a également été l'un des premiers neurochirurgiens en URSS. Il a fondé et est devenu le premier directeur de l'Institut de chirurgie thoracique, qui a ensuite été renommé Institut de chirurgie cardiovasculaire A. N. Bakulev. Bakulev a été l'un des organisateurs des lectures Pirogov.

Du 14 décembre 1953 au 29 janvier 1960, il a occupé le poste de président de l'Académie des sciences médicales de l'URSS. Il a été député du Conseil de l'Union du Soviet suprême de l'URSS de Moscou lors des 4e et 5e convocations en 1954 et 1962.

Bakulev entretenait des relations amicales avec le secrétaire de I. V. Staline, A. N. Paskrebyshev.

Il est décédé le 31 mars 1967 et a été enterré au cimetière Novodevichy à Moscou.