Согласно официальной версии, Александр Матвеевич Матросов родился 5 февраля 1924 года в городе Екатеринославе (ныне Днепропетровск), воспитывался в Ивановском (Майнский район) и Мелекесском детских домах в Ульяновской области и в Уфимской детской трудовой колонии. После окончания 7 классов работал в этой же колонии помощником воспитателя.

По другой версии, настоящее имя Матросова — Шакирьян Юнусович Мухамедьянов, а родился он в деревне Кунакбаево Тамьян-Катайского кантона Башкирской АССР (ныне Учалинского района Башкортостана). Согласно этой версии, фамилию Матросов он взял в бытность свою беспризорником (после того как убежал из дома после нового брака отца) и записался под ней при определении его в детский дом. При этом сам Матросов называл себя именно Матросовым.

Также существует версия, что Александр Матросов родился в селе Высокий Колок Ставропольского уезда Самарской губернии (в настоящее время территория Новомалыклинского района Ульяновской области). Мать Саши, оставшись с тремя детьми без мужа, отдала его в Мелекесский детский дом, чтобы спасти от голода. Оттуда его перевели в Ивановский детский дом Майнского района.

После начала Великой Отечественной войны Матросов неоднократно обращался с письменными просьбами направить его на фронт. В сентябре 1942 года был призван в армию и начал учёбу в Краснохолмском пехотном училище (под Оренбургом), но уже в январе 1943 года вместе с курсантами училища добровольцем в составе маршевой роты отправился на Калининский фронт. С 25 февраля 1943 года на фронте, служил в составе 2-го отдельного стрелкового батальона 91-й отдельной Сибирской добровольческой бригады имени И. В. Сталина (позже 254-й гвардейский стрелковый полк 56-й гвардейской стрелковой дивизии, Калининский фронт).

27 февраля 1943 года (хотя в приказ о присвоении 254-му гвардейскому стрелковому полку имени Александра Матросова занесена дата 23 февраля[8]) героически погиб в бою в районе деревни Чернушки Локнянского района Калининской области (со 2 октября 1957 года — Псковской области).

Похоронен там же в деревне, а в 1948 году его прах был перезахоронен в городе Великие Луки Великолукской области (со 2 октября 1957 года — Псковской области).

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 19 июня 1943 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистским захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм красноармейцу Матросову Александру Матвеевичу посмертно присвоено звание Героя Советского Союза.

В приказе Народного комиссара обороны СССР И. В. Сталина от 8 сентября 1943 года записано: «Великий подвиг товарища Матросова должен служить примером воинской доблести и геройства для всех воинов Красной Армии». Этим же приказом имя А. М. Матросова было присвоено 254-му гвардейскому стрелковому полку, а сам он навечно зачислен в списки 1-й роты этого полка.

Александр Матросов стал первым советским воином, зачисленным навечно в списки части.

27 февраля 1943 года 2-й батальон получил задачу атаковать опорный пункт в районе деревни Чернушки Локнянского района Калининской области (со 2 октября 1957 года — Псковской области). Как только советские солдаты прошли лес и вышли на опушку, они попали под сильный огонь противника — три пулемёта в дзотах прикрывали подступы к деревне. На подавление огневых точек были высланы штурмовые группы по два человека.

Один пулемёт подавила штурмовая группа автоматчиков и бронебойщиков; второй дзот уничтожила другая группа бронебойщиков, но пулемёт из третьего дзота продолжал простреливать всю лощину перед деревней. Попытки заставить его замолчать не увенчались успехом. Тогда в сторону дзота поползли красноармейцы Пётр Огурцов и Александр Матросов. На подступах к дзоту Огурцов был тяжело ранен, и Матросов принял решение завершить операцию в одиночку. Он подобрался к амбразуре с фланга и бросил две гранаты. Пулемёт замолчал. Но как только бойцы поднялись в атаку, из дзота вновь был открыт огонь. Тогда Матросов поднялся, рывком бросился к дзоту и своим телом закрыл амбразуру. Ценою своей жизни он содействовал выполнению боевой задачи подразделения.

В постсоветское время стали рассматривать и другие версии события.

Согласно одной из версий, Матросов был убит на крыше дзота, когда пытался закидать его гранатами. Упав, он закрыл вентиляционное отверстие для отвода пороховых газов, что и дало передышку бойцам его взвода для броска, пока противник сбрасывал его тело.

В ряде публикаций высказывалось утверждение о непреднамеренности подвига Александра Матросова. Согласно одной из таких версий, Матросов действительно пробрался к пулемётному гнезду и пытался расстрелять пулемётчика, или хотя бы помешать его стрельбе, но по какой-то причине упал на амбразуру (оступился или был ранен), временно закрыв тем самым пулемётчику обзор. Воспользовавшись этой заминкой, батальон смог продолжить наступление.

В других вариантах обсуждалась проблема рациональности попытки закрыть амбразуру своим телом при наличии других способов для подавления вражеского огня. По мнению бывшего командира разведроты Лазаря Лазарева, человеческое тело не могло послужить сколько-нибудь серьёзным препятствием для пуль немецкого пулемёта. Он также выдвигает версию, что Матросов был сражён пулемётной очередью в момент, когда он приподнялся, чтобы бросить гранату, что для находившихся позади него бойцов выглядело как попытка прикрыть их от огня собственным телом.