Мишарин Александр родился 21 января 1959 года в городе Екатеринбург. Мальчик вырос в семье железнодорожника. После школы, в 1981 году окончил электромеханический факультет Уральского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта по специальности «инженер путей сообщения - электромеханик». Позднее, получил экономическое образование в Уральской государственной академии путей сообщения. Защитив диссертации имеет ученые степени «доктор технических наук», и «кандидат экономических наук».
Получив диплом, до 1989 года работал на Свердловской железной дороге в должностях электромеханика Шарташского участка энергоснабжения, начальника района электросетей станции Седельниково, главного инженера Ишимской дистанции энергоснабжения.
С 1989 по 1991 год занимался строительством Екатеринбургского метрополитена в должности главного инженера энергоснабжения. После пуска метрополитена в эксплуатацию вернулся на Свердловскую железную дорогу на должность заместителя начальника службы энергоснабжения дороги. В 1996 году работал главным инженером Свердловской железной дороги.
Александр Сергеевич 20 июля 1998 года назначен заместителем министра путей сообщения Российской Федерации. С 14 июля 2000 года стал первым заместителем министра. В феврале 2002 года, после отставки Николая Аксененко с поста министра путей сообщения, Мишарина понизили в должности до «обычного» заместителя.
С 15 мая 2002 года Мишарин являлся начальником Свердловской железной дороги и членом коллегии министерства путей сообщения Российской Федерации. Параллельно с руководящими должностями в «РЖД», принимал участие в политической жизни Свердловской области. В марте 2004 года выступал одним из лидеров списка «Единой России» на выборах Областной думы Законодательного собрания Свердловской области.
С мая 2004 года занимал пост директора Департамента комплексного развития инфраструктуры Министерства транспорта Российской Федерации. С июня 2004 по март 2009 года Александр Мишанин являлся заместителем министра транспорта России. В качестве представителя государства возглавлял советы директоров открытого акционерного общества «Авиакомпания «Красноярские авиалинии» и Новороссийского морского пароходства.
В этот же период Мишарин входил в совет директоров ОАО «Российские железные дороги. Являлся членом генерального совета партии «Единая Россия». В марте 2009 года управленец назначен директором Департамента промышленности и инфраструктуры Правительства России.
В августе 2009 года Мишарин выдвинут партией «Единая Россия» в качестве одного из трех кандидатов на пост губернатора Свердловской области. Его кандидатура 17 ноября 2009 года на пост губернатора Свердловской области утверждена 47 из 49 депутатов Законодательного собрания Свердловской области. Против голосовали 2 депутата: члены фракции ЛДПР. Официально вступил в должность 23 ноября 2009 года. Являлся руководителем региона до 14 мая 2012 года, написав заявление об отставке по собственному желанию.
Опытный управленец, 6 августа 2012 года вошел в состав Экспертного совета при Правительстве Российской Федерации в качестве президента общероссийской общественной организации «Российская академия транспорта».
Александр Сергеевич 3 декабря 2012 года назначен Первым вице-президентом ОАО «РЖД», а с 6 февраля 2013 параллельно являлся генеральным директором ОАО «Скоростные магистрали».
Решением совета директоров ОАО «РЖД» от 15 ноября 2019 года, первый заместитель генерального директора Александр Мишарин освобожден от должности по его просьбе в связи с выходом на пенсию. Его полномочия в качестве члена правления компании также прекращены.