Александр Ксенофонтов родился 29 августа 1894 года в городе Санкт-Петербург. Рос в семье служащего. Окончив двухклассное училище в 1909 году, работал обойщиком-драпировщиком на мебельной мануфактуре.

С 1913 года в русской армии. Окончил полковую школу младших офицеров. В 1915 -1917 годах воевал на фронтах 1-й мировой фоны командиром взвода в звании унтер-офицера. Участник Брусиловского прорыва в Галиции.

С мая 1919 года в Красной армии. Участник Гражданской войны. В 1919 году окончил курсы красных командиров, в 1929 году – курсы «Выстрел», в 1941 году – курсы усовершенствования высшего начальствующего состава, командовал стрелковым полком, дивизией и корпусом.

В 1938 году Ксенофонтов -  командир 43-го стрелкового корпуса 1-й Дальневосточной армии, участвовал в боях в районе озера Хасан.

С 1941 года генерал-майор Ксенофонтов на фронтах Великой Отечественной войны. Под его командованием 54-й стрелковый корпус отличился в 1945 году в боях на территории Восточной Пруссии и при штурме города Кенигсберга.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 19 апреля 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм генерал-лейтенанту Александру Сергеевичу Ксенофонтову было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».

В августе 1945 года генерал-лейтенант Ксенофонтов – заместитель командующего 1-й Краснознаменной армии ДВФ. В ходе Маньчжурской наступательной операции войска армии под командованием прорвали Мишаньский укрепленный район и участвовали в боях за Муданьцзян.

С 20 августа 1945 года генерал-лейтенант Ксенофонтов – командир 87-го стрелкового корпуса, перед которым с 19 августа 1945 года была поставлена боевая задача оккупировать двумя стрелковыми дивизиями северную часть Хоккайдо и одной стрелковой дивизии – южную часть Курильских островов, до острова Симушир.

 С 22 августа 1945 года плацдармом для этой операции был избран Южный Сахалин, куда и направили 87-й стрелковый корпус. В состав корпуса была включена 113-я отдельная стрелковая бригада, высадившаяся 20 августа 1945 года в Маока. Переброска частей 87-го стрелкового корпуса осуществлялась из района Владивостока с период с 21 по 28 августа 1945 года, когда советского командование отказалось от планов высадки десанта на Хоккайдо.

После занятия Южного Сахалина началось осуществление десанта на южные Курильские острова. С 30 августа 1945 года части корпуса были переданы в оперативное управление командующему 16-й армией 2-го ДВФ. Подразделения 87-го стрелкового корпуса, не встречая сопротивления японских вооруженных сил, высадились на островах Итуруп, Кунашир, Шикотан и атолловых островах Малой Курильской гряды.

До сентября 1947 года Ксенофонтов продолжал командовать 87-м стрелковым корпусом, затем проходил службу на командных должностях в войсках Уральского и Московского военных округов. С 1953 года в отставке.Жил в Москве на набережной Горького и занимался общественной и воспитательной работой. Скончался 23 августа 1966 года. Был похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище.

Награжден двумя орденами Ленина, четырьмя орденами Красного Знамени, орденами Кутузова 1-й степени, Суворова 2-й степени и медалями.