Народився Олександр Якович у м. Смоленську, у 1902 році закінчив Петербурзький ун-т і був залишений в ньому для підготовки до наукової діяльності.
У 1902-1905рр стажувався за кордоном: займався питаннями небесної механіки у Парижі (Франція) і Лунді (Швеція), вивчав сейсмологію у Геттінгенському ун-ті ім.Георга-Августа (Німеччина). У 1905-1906рр – асистент Тартутської обсерваторії, у 1907-1912рр – астроном-спостерігач, а у 1909-13рр – завідуючий сейсмічною станцією цієї ж обсерваторії, читав лекції у Тартутському ун-ті.
У 1911р здійснив поїздку до Єркської обсерваторії (США) для вивчення фотографій комет. У 1913-1934рр – Директор Одеської обсерваторії і професор Новоросійського ун-ту (сьогодні Одеський національний ун-т ім.І.Мечникова).
Серед відвідувачів його астрономічного гуртка при обсерваторії були – майбутній автор Космологічної теорії гарячого Всесвіту Г.А.Гамов, майбутній творець ракетної космічної техніки В.П.Глушко, видатний дослідник перемінних зірок («Поет Зоряного неба») В.П.Цесевич та ін.
Під його керівництвом в Україні проводилися обширні гравіметричні роботи. З 1924р займався організацією Полтавської гравіметричної обсерваторії, директором якої був у 1926-1934 і 1938-1951рр (з 1934 по 1938рр працював у Державному астрономічному ін-ті ім.П.Штернберга і у Геодезичному ін-ті у Москві).
У 1939-1941рр був директором Карпатської астрономічної обсерваторії, багато сил віддав для її відродження!
У 1941р за рішенням президії АН УРСР здійснив поїздку на Далекий Схід для організації там Далекосхідної широтної станції, за власним проектом (який він пропонував ще у 1932р).
У 1944р О.Я.Орлов був призначений Директором новоствореної Головної Астрономічної Обсерваторії АН УРСР під Києвом, проект якої був розроблений під його керівництвом. На цій посаді він перебував до 1948р. потім очолював обсерваторію у 1950-1951рр.
Основні наукові роботи присвячені вивченню приливних коливань сил тяжіння, руху полюсів Землі, геодезії, геофізиці і дослідженню комет. Провів велику роботу про організацію спостережень над приливними деформаціями Землі, за підсумками яких у 1915р виклав у фундаментальній праці «Рузультати юр’ївських, томських і потсдамських спостережень над Місячно-Сонячними деформаціями Землі». Ще у 1912р його дослідження у області приливних деформацій Землі зімкнулися з вивченням руху полюсів Землі, утворивши нерозривний комплекс завдань з проблемами обертального руху Землі, який склав основу наукових досліджень Орлова! Ретельне вивчення всіх особливостей чандлерівського і річного рухів полюсів дало можливість Орлову розробити спосіб визначення координат полюсів за спостереженням на одній станції, цей спосіб застосовувався радянською Службою широти для термінових обчислень координат полюсів.
Підсумок його широтних вишукувань підведений у книзі «Служба широти», виданої посмертно у 1958 році. За його ж ініціативою була створена Комісія з широти при Астрономічній комісії Астрономічної ради АН СРСР, головою якої він був до 1952 року! У 1961р були опубліковані «Вибрані праці» О.Орлова у 3-х томах.
На честь астрономів Олександра Яковича та Сергія Володимировича Орлових названа мала планета №2724 – ORLOV та кратер Орлов на зворотному боку Місяця!
На фасаді будинку Полтавської гравіметричної обсерваторії у 1984р встановлено меморіальну дошку О.Я.Орлову.
Автор Шевела Юрій – Музей Фантастики та Космонавтики