Ο Παναγούλης είχε γεννηθεί στη Γλυφάδα το 1939 και είχε σπουδάσει στο Πολυτεχνείο, στη Σχολή Μηχανολόγων-Ηλεκτρολόγων. Από νεαρή ηλικία είχε ενταχθεί στη νεολαία της Ένωσης Κέντρου (Ε.Κ.) του Γεωργίου Παπανδρέου, την Ο.Ν.Ε.Κ., που στη συνέχεια μετονομάστηκε σε Ελληνική Δημοκρατική Νεολαία (Ε.ΔΗ.Ν.). Όταν κλήθηκε να υπηρετήσει τη στρατιωτική του θητεία στο 85ο Σύνταγμα Πεζικού, στη Βέροια, λιποτάκτησε από το στράτευμα, ίδρυσε την οργάνωση «Εθνική Αντίσταση» και αυτοεξορίστηκε στην Κύπρο για να καταστρώσει σχέδιο δράσης. Εκεί ήρθε σε επαφή με διάφορους πολιτικούς, όπως τον αγωνιστή της ΕΟΚΑ Πολύκαρπο Γιωρκάτζη, ζητώντας τους να βοηθήσουν στον αγώνα κατά της χούντας. Όταν επανήλθε στην Ελλάδα, σχεδίασε την απόπειρα δολοφονίας του δικτάτορα Παπαδόπουλου στις 13 Αυγούστου 1968 κοντά στη Βάρκιζα.
Το πρωί της 13ης Αυγούστου, μια μικρή φάλαγγα κατευθυνόταν προς την Αθήνα από το Λαγονήσι. Ο Γεώργιος Παπαδόπουλος είχε ξεκινήσει μαζί με τη συνοδεία του από την έπαυλή του στο 38ο χιλιόμετρο της παραλιακής οδού Σουνίου και, μεταξύ 31ου και 32ου χιλιομέτρου, πέρασε πάνω από μία υπόγεια σήραγγα αποχέτευσης ομβρίων υδάτων, μήκους 7 μέτρων. Σ’ αυτή τη σήραγγα ο Παναγούλης είχε τοποθετήσει εκρηκτικά, τα οποία προκάλεσαν δύο μεγάλες τρύπες στο οδόστρωμα, καθυστερώντας ωστόσο ένα-δύο δευτερόλεπτα, με αποτέλεσμα ο Παπαδόπουλος να σωθεί.
Η φάλαγγα σταμάτησε, ειδοποιήθηκε από τον ασύρματο η αρμόδια διοίκηση της Χωροφυλακής και η περιοχή απομονώθηκε γρήγορα. Έπειτα από έρευνα, ανακαλύφτηκε ο Αλέξανδρος Παναγούλης, ντυμένος με μαγιό και κρυμμένος κάτω από έναν βράχο· όταν τον έπιασαν δεν δήλωσε την ταυτότητά του, είπε μόνο ότι δεν είχε συνεργούς. Οδηγήθηκε στο άντρο των βασανιστηρίων της ΕΣΑ (της στρατιωτικής αστυνομίας) όπου δύο μέρες αργότερα, έπειτα από φρικτά βασανιστήρια, εξακριβώθηκε η ταυτότητά του.
Την ανάκρισή του ανέλαβε αμέσως ένας από τους πλέον διαβόητους βασανιστές, ο ταγματάρχης Θεόδωρος Θεοφιλογιαννάκος, ενώ το ίδιο βράδυ κατέφθασε επειγόντως από τη Δράμα, όπου βρισκόταν, ο διοικητής της ΕΣΑ και αργότερα οργανωτής της προδοσίας της Κύπρου, αντισυνταγματάρχης Δημήτριος Ιωαννίδης. Ο Αλέκος Παναγούλης κράτησε ηρωική στάση (έφτυσε κατάμουτρα τον Ιωαννίδη) αλλά τελικά οι αρχές κατόρθωσαν να συλλάβουν πολλούς από τους συναγωνιστές του.
Η προανάκριση αποκάλυψε τον μηχανισμό και το δίκτυο της απόπειρας στην προετοιμασία της οποίας συμμετείχε και ο Πολύκαρπος Γεωρκάτζης, πρώην υπουργός Εσωτερικών και έπειτα Άμυνας της Κύπρου. Ο Γεωρκάτζης υπέβαλε παραίτηση, αλλά ο Μακάριος δεν την αποδέχτηκε. Τότε, η χούντα της Αθήνας έστειλε τελεσίγραφο στον Κύπριο πρόεδρο, απειλώντας τον με διακοπή των διπλωματικών σχέσεων Ελλάδας-Κύπρου. Έτσι, στις 27 Οκτωβρίου ο Γεωρκάτζης έφυγε στο Λονδίνο κι έστειλε από εκεί νέα επιστολή παραίτησης, την οποία ο Μακάριος αναγκάστηκε να αποδεχτεί.
Στις 4 Νοεμβρίου άρχισε η δίκη του Αλέκου Παναγούλη και των άλλων συλληφθέντων μελών της οργάνωσης, η οποία κατέληξε σε ετυμηγορία στις 17 Νοεμβρίου: ο Παναγούλης καταδικάστηκε δις εις θάνατον· ο Λευτέρης Βερυβάκης, αργότερα υπουργός κυβερνήσεων του ΠΑΣΟΚ, καταδικάστηκε σε ισόβια, ο Ιωάννης Κλωνιζάκης σε 24 χρόνια κράτηση, ο Νικόλαος Λεκανίδης σε 23 χρόνια, ο Γεώργιος Ελευθεριάδης σε 18 χρόνια, ο Νικόλαος Ζαμπέλης σε 18 χρόνια, ο Γεώργιος Αβράμης σε 16 χρόνια, ο Στάθης Γιώτας σε 10 χρόνια. Άλλα τρία άτομα καταδικάστηκαν σε ποινές 1-4 ετών με αναστολή, ενώ ο Μ. Παπούλιας, ο Α. Σιγάλας και ο Δ. Τιμογιαννάκης αθωώθηκαν.
Σύμφωνα με τη μαρτυρία του Γάλλου Ντενί Λανγκλουά, εκπροσώπου της Διεθνούς Ομοσπονδίας των Δικαιωμάτων του Ανθρώπου, ο οποίος παρακολούθησε τη δίκη ως παρατηρητής, η δίκη ήταν, όπως θα περίμενε κανείς, φάρσα. Η δε εκτέλεση έπρεπε να πραγματοποιηθεί μέσα σε τρία 24ωρα το πολύ, εκτός αν οι δικτάτορες απένειμαν χάρη. Πλην όμως, ο Παναγούλης αρνήθηκε να υποβάλει αίτηση χάριτος, ξεσηκώθηκε παγκόσμια κατακραυγή και ασκήθηκαν διεθνείς πιέσεις για να αποτραπεί η εκτέλεση. Η χούντα υπέκυψε και ο Παναγούλης μεταφέρθηκε στις φυλακές της Αίγινας και κατόπιν στις φυλακές Μπογιατίου, χωρίς να θεωρείται πια μελλοθάνατος.
Ο Παναγούλης δραπέτευσε από τη φυλακή στις 5 Ιουνίου 1969, αλλά συνελήφθη και οδηγήθηκε προσωρινά στο στρατόπεδο στου Γουδή, για να μεταφερθεί ένα μήνα αργότερα και πάλι στις φυλακές Μπογιατίου. Εκεί τον περίμενε η απομόνωση σε κελί που έμοιαζε με τάφο φτιαγμένο ειδικά γι’ αυτόν. Από κει επιχείρησε να δραπετεύσει ξανά αλλά δεν τα κατάφερε.
Τον Αύγουστο του 1973 –έπειτα από τεσσεράμισι σχεδόν χρόνια φυλάκισης– απελευθερώθηκε στο πλαίσιο της γενικής αμνηστίας που απένειμε το καθεστώς των συνταγματαρχών στους πολιτικούς κρατουμένους και με αφορμή τις βουλευτικές εκλογές που είχαν προγραμματιστεί για τις 10 Φεβρουαρίου 1974. Τότε έφυγε από την Ελλάδα και εγκαταστάθηκε στη Φλωρεντία, απ’ όπου συνέχισε την αντίσταση.
Στη μεταπολίτευση ο Αλέξανδρος Παναγούλης εξελέγη βουλευτής Β’ Αθηνών με την Ένωση Κέντρου-Νέες Δυνάμεις στις εκλογές της 17ης Νοεμβρίου 1974. Αλλά δεν άργησε να διαφωνήσει με την Ένωση Κέντρου, καταγγέλλοντας τη συνεργασία του Δημήτρη Τσάτσου, στελέχους του κόμματος, με το χουντικό καθεστώς. Παρέμεινε στη Βουλή ως ανεξάρτητος βουλευτής και επιμένοντας στις καταγγελίες του για «συνεργάτες» της χούντας. Δέχτηκε πολιτικές πιέσεις και απειλές για τη ζωή του προκειμένου να αποσύρει τις καταγγελίες του: διαρρήξεις στο πολιτικό του γραφείο, μηνύματα που του άφηναν άγνωστοι έδειχναν κακούς σκοπούς από κάποιο φαντασματικό παρακράτος.
Ο Αλέκος Παναγούλης είναι ένας από τους λιγοστούς κομματικά ανεξάρτητους αγωνιστές της δημοκρατίας. Παρότι έχουν ανεγερθεί αγάλματα και έχουν ονομαστεί δρόμοι και πλατείες προς τιμήν του, η κομματική ανεξαρτησία του τον κρατά στην αφάνεια.
