В 1992 году окончил Омский ордена Ленина сельскохозяйственный институт им. С.М. Кирова, специальность «экономист-организатор сельскохозяйственного производства».
В 1994 году получил среднее специальное образование в Тюменской высшей школе МВД РФ.
В 2008-2009 гг. прошел профессиональную переподготовку в Российской академии государственной службы при Президенте Российской Федерации по направлению «Государственное и муниципальное управление».
С 1999 года по 2003 год находился на службе в федеральных органах налоговой полиции Российской Федерации.
С 2003 года по 2005 год проходил службу в органах внутренних дел МВД России.
В 2005-2007 гг. – исполняющий обязанности первого заместителя главы города Тобольска, первый заместитель Главы города Тобольска, первый заместитель Главы администрации города Тобольска.
В 2007-2009 гг. – заместитель Главы Администрации города Тюмени.
В 2010-2012 гг. – заместитель руководителя Управления Федерального агентства кадастра объектов недвижимости по Ленинградской области, руководитель Управления Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по Ленинградской области.
В 2012-2014 гг. – Заместитель Председателя Правительства Свердловской области.
В 2014-2016 гг. – Первый Заместитель Председателя Правительства Свердловской области – Министр инвестиций и развития Свердловской области.
С ноября 2016 года - Первый Заместитель Губернатора Свердловской области.
9 февраля 2021 года Алексей Орлов был избран Главой Екатеринбурга.