Народився 5 жовтня 1976 року у Ковелі. Навчався у школі №11. Закінчив Ковельське професійно-технічне училище № 7 і отримав кваліфікацію – машиніст крана. Пізніше здобув професію різальника металу.

У 1994-1996 роках проходив строкову військову службу в українському Криму, був десантником.

Працював в АТ “Ковельсільмаш”, у ТОВ “Волинь-Кальвіс”. Його знали як відповідального, хорошого спеціаліста, людину слова.

Виховував сина Андрія, для якого був люблячим батьком, надійною опорою, другом і прикладом у житті.

21 вересня 2023 року призваний на військову службу за мобілізацією Ковельським районним територіальним центром комплектування та соціальної підтримки.

Стрілець-помічник гранатометника 1 механізованого відділення 2 механізованого взводу 4 механізованої роти 2 механізованого батальйону, солдат Олександр Дементьєв загинув 19 жовтня 2023 року в результаті ворожого обстрілу під час виконання бойового завдання біля села Першотравневе Куп’янського району Харківської області.

Похований на Алеї Героїв Ковельського міського кладовища.

За мужність і героїзм, виявлені у захисті незалежності та територіальної цілісності України, самовіддане виконання військового обов’язку Дементьєву Олександру Анатолійовичу присвоєно звання «Почесний громадянин міста Ковеля» (посмертно) (рішення Ковельської міської ради від 25 січня  2024 року №45/7).

Указом Президента України від 20 вересня 2024 року № 641/2024 нагороджений орденом “За мужність” ІІІ ступеня (посмертно).