Предприниматель
С 1897 — председатель правления Товарищества мануфактур «Иван Коновалов с сыном» (ранее предприятиями управляла его мать Екатерина Ивановна). В 1905—1908 — председатель Костромского комитета торговли и мануфактур. Инициатор создания Хлопкового комитета при Московской бирже (1907). В 1908—1911 — товарищ председателя Московского биржевого комитета. Входил в состав учредителей Московского банка Рябушинских, Русского акционерного льнопромышленного общества, был председателем совета Российского взаимного страхового союза.
Был успешным предпринимателем, внедрял на предприятиях передовые технологии. Являлся сторонником патерналистской политики по отношению к рабочим для достижения социального мира. В 1900 ввёл на своих фабриках 9-часовой рабочий день; также был запрещён труд малолетних. За счет прибылей фирмы были построены бесплатные казармы для одиноких и семейных, возведены два посёлка из отдельных домов (они продавались работникам в рассрочку на 12 лет). По инициативе Коновалова были построены двухклассная школа для детей рабочих, бесплатные ясли на 160 детей, библиотека-читальня, богадельня, баня. Были организованы сберегательная касса и потребительское общество, которое снабжало рабочих товарами по более низкой цене, чем у местных торговцев. В 1912 к столетию фирмы Коноваловых было построено новое здание больницы и родильного приюта. Последний крупный социальный проект Александра Коновалова — Народный дом в города Вичуге, построенный в годы Первой мировой войны.
Патерналистская политика Коновалова привела к тому, что во время роста забастовочного движения на фабриках его Товарищества был гораздо более высокий уровень социальной стабильности, чем на других предприятиях отрасли.
Политик
В 1905 начал участвовать в политической жизни, став одним из организаторов небольшой Торгово-промышленной партии, затем входил в состав Партии мирного обновления. Был одним из основателей и спонсоров либеральной газеты «Утро России». Принадлежал к группе молодых российских предпринимателей, в отличие от своих старших коллег, выступавших за социальные реформы и критически настроенных по отношению к политике правительства. Участвовал в «экономических беседах» — встречах предпринимателей с либерально настроенными учёными, В феврале 1911 стал инициатором публикации письма группы из 66 предпринимателей в газете «Русские ведомости». Его авторы выступили против позиции министерства народного просвещения в конфликте с либеральными профессорами и преподавателями Московского университета.
Член Государственной думы
В 1912—1917 — член IV Государственной думы от Костромской губернии, входил в состав комиссий по финансам, по торговле и промышленности, по рабочему вопросу. В 1913—1914 — товарищ председателя Думы. Член фракции прогрессистов. В 1912 стал одним из создателей и лидеров Партии прогрессистов. В июне 1913 внёс в Думу законопроект по рабочему вопросу, предусматривавший такие охрану труда женщин и малолетних, строительство жилищ для рабочих, страхование по инвалидности, старости и др. В 1914 был сторонником объединения всех оппозиционных сил (вплоть до большевиков) для внедумского противодействия политике правительства. С 1915 — товарищ председателя Центрального военно-промышленного комитета, был одним из организаторов думского «Прогрессивного блока», принадлежал к его левому крылу.
Участвовал в деятельности российского политического масонства. Входил в состав ложи Верховного совета Великого Востока народов России, был членом думской ложи Розы.
Во время Февральской революции 1917 — член Временного комитета Государственной думы.
Министр Временного правительства
В марте — мае и сентябре — октябре 1917 — министр торговли и промышленности Временного правительства. Весной 1917 выступал против силового подавления выступлений леворадикальных (в том числе большевистских) политических сил. Сторонник компромиссов между предпринимателями и рабочими при сохранении свободы частной инициативы в промышленности. Решительный противник усиления государственного регулирования экономики и резкого увеличения налогообложения предпринимателей; в ситуации, когда большинство членов правительства в мае 1917 поддержали его оппонентов — А. И. Шингарёва и М. И. Скобелева — ушёл в отставку. Накануне отставки, выступая на съезде военно-промышленных комитетов, заявил:
Антигосударственные тенденции, маскируя свою истинную сущность под лозунгом, гипнотизирующим народные массы, ведут Россию гигантскими шагами к катастрофе… Бросаемые в рабочую среду лозунги, возбуждающие темные инстинкты толпы, несут за собой разрушение, анархию и разгром общественной и государственной жизни… Свергая старый режим, мы твёрдо верили, что в условиях свободы страну ожидает мощное развитие производительных сил, но в настоящий момент не столько приходится думать о развитии производительных сил, сколько напрягать все усилия, чтобы спасти от полного разгрома те зачатки промышленной жизни, которые были выращены в темной обстановке старого режима.
По воспоминаниям В. Д. Набокова, Коновалов «как министр торговли и промышленности яснее видел экономическую разруху и не надеялся на благоприятный исход событий». В 1917 был товарищем председателя Всероссийского союза торговли и промышленности. С июля 1917 — член Конституционно-демократической партии (Партии народной свободы).
Вернулся в состав Временного правительства в сентябре 1917, став как министром торговли и промышленности, так и заместителем министра-председателя. 25 октября (7 ноября) 1917, в условиях большевистской революции, вёл после отъезда А. Ф. Керенского из Петрограда последнее заседание Временного правительства. В тот же день вместе с другими министрами был арестован и заключён в Петропавловскую крепость. Находясь под стражей, был избран членом Учредительного собрания от кадетской партии.