В 1966 году поступил на математическо-механический факультет Ленинградского государственного университета имени (ЛГУ) имени А. А. Жданова, который окончил в 1971 году. Специализировался по кафедре физической механики (зав. кафедрой – Борис Васильевич Филиппов). В 1978 году защитил кандидатскую диссертацию на ученое звание кандидата физико-математических наук, с 1990 года – доктор физико-математических наук.
В университете активно занимался общественной работой: в комсомоле, добровольной дружине, в студенческих строительных отрядах, вступил в партию (членом КПСС оставался до ее запрещения в августе 1991 года).
После окончания университета с 1971 по 1991 год занимал должности стажера-исследователя, младшего научного сотрудника, заведующего лабораторией, заместителя директора по научной работе, ведущего научного сотрудника ордена Ленина Физико-технического института имени Иоффе АН СССР в Ленинграде (директор института – Жорес Алферов).
В институте занимался вопросами математического моделирования, связанными с газодинамикой, физикой плазмы, ударно-волновыми процессами, а также партийной и общественной работой, советом молодых ученых, внедренческими инициативами.
В 1990–1991 годах А. Фурсенко, Юрий Ковальчук (другой замдиректора ФТИ им. Иоффе), Виктор Мячин и Владимир Якунин (руководитель иностранного отдела ФТИ) выступили с инициативой создать при институте кольцо инновационных компаний для внедрения научных открытий в реальную экономику и зарабатывания на этом средств с дальнейшим вкладыванием их в науку. Директор института Ж. Алферов не поддержал планы «коммерциализации» института, после чего А. Фурсенко, Ю. Ковальчук, В. Мячин и В. Якунин покинули ФТИ.
В 1991–1992 годах – вице-президент петербургского АО «Центр перспективных технологий и разработок» (президент – Ю. Ковальчук).
С 1992 года по ноябрь 2001 года – генеральный директор Ассоциации (с марта 1996 – «Некоммерческого фонда») «Региональный фонд научно-технического развития» (РФНТР) Санкт-Петербурга при электронном предприятии «Светлана». РФНТР Спб был учрежден семью соучредителями, в т. ч. банком «Россия» (Виталий Савельев, Ю. Ковальчук), акционерным обществом «Фонд Регионального развития (ФРР) Санкт– Петербурга» (Ю. Ковальчук, Александр Столяров), электронным предприятием ОАО «Светлана» и КУГИ СПб.
С 1993 года знаком с Владимиром Путиным, который на посту председателя городского Комитета по внешним связям (КВС) оказывал покровительство экономическим структурам Ю. Ковальчука и В. Якунина («…Мы познакомились в 1993 году. Он довольно активно нас поддерживал и во многом способствовал созданию научно-технического центра. Был тогда один сложный момент, связанный с передачей нам здания крупного оборонного предприятия, и Владимир Владимирович, будучи председателем комитета по внешним связям и курируя в числе прочего и нашу деятельность, способствовал, чтобы это решение было принято» – «Коммерсант ВЛАСТЬ», 22 марта 2004, с. 31).
В 1995 году вступил в движение «Наш дом – Россия» (НДР); председателем совета Санкт-Петербургского отделения которого был В. Путин.
В ноябре 1996 года стал одним из восьми соучредителей дачного потребительского кооператива (ДПК) «Озеро» на берегу Комсомольского озера в Приозерском районе Ленинградской области (другие соучредители кооператива: Владимир Путин, Виктор Мячин, Юрий Ковальчук, Владимир Смирнов, Владимир Якунин, Сергей Фурсенко, Николай Шамалов).
В марте 2000 года был назначен генеральным директором Венчурного инновационного фонда (ВИФ), учрежденного правительством РФ при участии правительства Санкт-Петербурга.
С 23 июня 2000 по 27 июня 2003 был членом ревизионной комиссии Акционерного банка (АБ) «Россия» (совладельцы и руководители банка: Юрий Ковальчук, Виктор Мячин, Михаил Клишин, Владимир Якунин; другие члены рев. комиссии: Аркадий Буравой, Наталия Давидчук, Виталий Иванов).
В октябре 2000 года стал почетным консулом Филиппин в Санкт-Петербурге.
С начала 2001 года – председатель научного (экспертного) совета Фонда «Центр стратегических разработок «Северо-Запад» («Центр Ковальчука»; председатель правления – Ю. Ковальчук, председатель попечительского совета – академик Александр Фурсенко). Учредителями фонда ЦСР «Северо-Запад» выступили в конце 2000 года московский фонд ЦСР (председатель совета – Герман Греф, президент – Дмитрий Мезенцев, вице-президент – Эльвира Набиуллина, председатель попечительского совета – Дмитрий Козак), АБ «Россия» (В. Ковальчук, В. Мячин), пивоваренная компания «Балтика» (Теймураз Боллоев), ЦНИИ «Гранит» (Георгий Коржавин) и ОАО «Телекоминвест». Возглавил в ЦСР «Северо-Запад» проект «Институты развития инновационной экономики».
В декабре 2001 года был назначен заместителем министра промышленности, науки и технологий РФ (министр – Илья Клебанов). В июне 2002 года был назначен первым заместителем министра промышленности, науки и технологий РФ. После назначения вышел из ревизионной комиссии банка «Россия». 27 июня 2003 членом ревизионной комиссии банка «Россия» был вместо А. Фурсенко избран Борис Ковальчук (сын Ю. Ковальчука).
2 ноября 2003 был назначен и. о. министра промышленности, науки и технологий после отставки И. Клебанова.
13 ноября 2003 на встрече В. Путина с высшими чиновниками послужил вместе с министром по антимонопольной политике Игорем Юсуфовым и министром здравоохранения Юрием Шевченко объектом президентского раздраженного окрика: «Сюда нужно смотреть! И слушать, что я говорю!» («КоммерсантЪ», 14.11.03). Юсуфов и Шевченко, в отличие от Фурсенко, в следующий состав правительства не попали.
9 марта 2004 указом президента назначен министром образования и науки в правительстве Михаила Фрадкова.
С мая 2004 года – член Правительственной комиссии по повышению результативности бюджетных расходов.
С июня 2004 года – член Морской коллегии при Правительстве РФ.
В июле 2004 года назначен председателем российских частей Смешанной Российско-Греческой комиссии по экономическому, промышленному и научно-техническому сотрудничеству, Смешанной Российско-Австрийской комиссии по торговле и экономическому сотрудничеству и Российско-Мексиканской смешанной комиссии по экономическому, торговому, научно-техническому сотрудничеству и морскому судоходству.
На встрече с Патриархом Московским и всея Руси Алексием II в конце марта 2004 заявил о намерении продолжить курс на внедрение религиозных предметов в школах (НГ, 02.04.2004).
В конце марта – начале апреля 2004 неоднократно критиковал практику применения «единого государственного экзамена» (ЕГЭ), внедрявшегося прежним министром образования Владимиром Филипповым, и обещал, что ЕГЭ не станет единственной формой проверки знаний российских выпускников, а затем заявил, что прием в вузы по результатам массового ЕГЭ «несовместим с понятием профессионального высшего образования» («Время новостей», 7 апреля 2004).
Выступил против вариативности образования, 18 апреля 2004 подверг критике «множественность» учебников и предложил вместо этого «один-два учебника по каждому предмету и дополнительную литературу, на которые учитель сможет уверенно опираться» («Время новостей», 19,04.2004).
После назначения А. Фурсенко министром образования и науки министерство утвердило разработанный при прежнем министре Владимире Филиппове новый учебник для 10-го класса «Основы безопасности жизнедеятельности», вызвавший обвинения в распространении этнической ксенофобии, в частности по отношению к цыганам, которые в этом учебнике обвиняются в распространении в России инфекционных заболеваний («среди факторов риска, среди путей передачи инфекционных начал выделяют: контакт с бомжами, цыганами, в том числе с их одеждой, руками, предметами, которыми они пользовались… Возможны: вшивость, желудочно-кишечные, простудные заболевания, дизентерия, брюшной тиф, холера, туберкулез, грипп, сифилис, сыпной тиф»).
В феврале 2005 года Фурсенко предложил разделить все вузы на три группы: 10–20 «мультидисциплинарных национальных университетов», 100–200 вузов второго эшелона и все остальные. По его плану, чем выше будет категория университета, тем больше будет получаемая им господдержка. Национальные университеты получат право самостоятельно определять политику своего развития, например, они смогут решать, переходить ли им на систему бакалавриата-магистратуры, определять круг и программу экзаменов. Второму эшелону будут оплачивать подготовку бакалавров и магистров, а университеты третьего уровня, по словам министра, вероятно, смогут готовить только бакалавров: «Это как в спорте, ни у кого же не возникает вопросов, почему одни команды играют в высшей лиге, а другие – только во второй… Мы проведем ранжирование на основании четких и всем понятных критериев, и университеты смогут переходить из одной лиги в другую». (Ведомости, 14 февраля 2005).
