Александр Устюгов родился в Казахстане 17 октября 1976 года. Мать будущего актера была воспитательницей в детском саду, отец занимался столярным делом.
Окончив восемь классов, Александр стал учащимся ПТУ №18 и начал осваивать профессию слесаря-электрика. Он окончил училище с отличием. Одновременно с учебой был занят в угольном разрезе «Восточный», также отучился в художественной школе. После ПТУ Александр стал студентом Академии путей сообщения в Омске. Вскоре он перевелся на вечернее отделение в связи с работой осветителем-монтажником в Омском ТЮЗе. В те годы Устюгов уже втайне грезил актерской профессией. В 1996 году Александр оставил академию ради учебы в Омском областном колледже культуры и искусства, из которого выпустился с красным дипломом.
Еще в студенческие годы Устюгов принимал участие в большинстве постановок местного театра юного зрителя и мечтал покорить Москву. Летом он три раза пытался поступить в Щукинское училище, но всякий раз безуспешно. В 22 года юноша решил дать себе последнюю попытку. Не имея денег на съемную квартиру, будущий актер поселился на чердаке недостроенного многоквартирного дома в Раменском. Четвертая попытка оказалась удачной, и его взяли на курс Родиона Овчинникова.
В 2003 году молодой актер вошел в труппу РАМТа. За роль в спектакле «Тень» получил премию «Московские дебюты». А первым персонажем, которого исполнил Устюгов в кино, оказался убийца Матвей в сериале «Кодекс чести». В 2004 году его утвердили на главную роль – следователя Шилова – в многосерийный проект «Ментовские войны».
Александр Устюгов 10 лет состоял в браке со своей однокурсницей – актрисой Яниной Соколовской. В звездной семье появилась дочь Женя. В 2015-м он женился во второй раз, на актрисе Анне Озар, но через два года брак завершился разводом.