Patriote à partir de 1914, il créa la Fédération des gauches puis la Ligue républicaine nationale avant que sa carrière ne culmine en 1920 comme président du Conseil, ministre des Affaires étrangères, puis à la magistrature après la démission de Paul Deschanel.
S’attachant à prendre l’importance réelle de chef d’Etat que lui donnait la Constitution, il se heurta aux présidents du Conseil Raymond Poincaré, pour soumettre une réforme de la Constitution en 1923, et surtout à Aristide Briand qui voulait tendre la main à l’Allemagne alors que Millerand était pour une politique de fermeté, notamment au sujet des réparations.
Mais en 1924, après la mise en place d’une série de mesures conservatrices par le gouvernement, qui regroupait Bloc national et radicaux, une crise permit au Cartel des gauches de remporter les élections législatives. Il réclama la démission de Millerand accusé d'avoir manqué à son devoir de neutralité en faveur du bloc des droites. Après avoir refusé, confronté à la Chambre des députés qui lui refusait sa confiance, s’opposant à un coup d’Etat proposé par la droite nationaliste, il céda.
Dix mois plus tard, il fut élu sénateur de la Seine puis de l'Orne et fut réélu jusqu’à sa mort.
Il décéda à son domicile versaillais. Après la cérémonie des obsèques en l'église Sainte Jeanne d'Arc de Versailles, Alexandre Millerand fut inhumé au cimetière de Passy dans une tombe sans fioritures.