Начал профессиональную карьеру в московском «Динамо» в возрасте 16 лет. Был выбран «Вашингтоном» на драфте 2004 года, став вторым российским хоккеистом после Ильи Ковальчука, выбранным под общим первым номером[6]. В американском клубе провёл 14 сезонов, в 2010 году стал капитаномкоманды. В январе 2008 года подписал с «Вашингтоном» 13-летний контракт на сумму $124 млн[7], став, тем самым, первым хоккеистом, заключившим контракт более чем на 100 миллионов долларов.
Дебютировал в НХЛ в сезоне 2005/06, получив по его итогам приз лучшему новичку — «Колдер Трофи». Восемь раз завоевывал приз лучшему снайперу — «Морис Ришар Трофи», по три раза получал призы самому ценному игроку — «Тед Линдсей Эворд»[8] и «Харт Трофи» и один раз приз лучшему бомбардиру сезона — «Арт Росс Трофи». Семь раз участвовал в матче всех звёзд НХЛ. В конце 2009 года вошёл в число 10 лучших игроков НХЛ десятилетия[9]. В январе 2017-го был включён в список 100 величайших хоккеистов за всю историю НХЛ[10][11]. В декабре 2017 был включён в топ-25 игроков в истории лиги по версии TSN[12][13].
В 2018 году привёл «Вашингтон» к первой в истории клуба победе в Кубке Стэнли, став самым ценным игроком турнира и первым российским хоккеистом, завоевавшим Кубок Стэнли в качестве капитана команды.
Занимает 8-е место по количеству голов в регулярных чемпионатах НХЛ (первое место среди левых крайних нападающих). Один из трёх хоккеистов в истории НХЛ, кто смог забить 50 и более голов в восьми сезонах[14]. Стал первым хоккеистом из России, забившим 500, 600 и 700 голов в регулярных чемпионатах НХЛ. Является рекордсменом среди российских хоккеистов по количеству заброшенных шайб и набранных очков в чемпионатах НХЛ[15]. Также лидирует по количеству голов за карьеру среди действующих хоккеистов НХЛ[16]. Гол Александра Овечкина в ворота «Финикс Койотс» в матче от 16 января 2006 года признан самым лучшим в истории Национальной хоккейной лиги.
В сборной России дебютировал в 17 лет, став самым молодым игроком в истории. Участвовал в тринадцати чемпионатах мира, став трёхкратным чемпионом мира (2008, 2012, 2014), также выступал на трёх Олимпийских играх (в Турине, Ванкувере и Сочи).
