Народився в сім’ї ремісника; старший брат відомого
Закінчив медичний факультет Харківського університету (1860). З 1863 по 1871 р. — професор Казанського університету. У 1872—1875 рр. працював у Воронежі, Харкові,
Крім педагогічної діяльності, О. Данилевський постійно займався науковими розвідками. Основні його праці присвячено ферментам, хімії білків і питанням харчування. Так, вчений ще у 1886 р. експериментально дослідив можливість синтезу білковоподібних речовин із пептинів за участю ферментів, довів наявність у клітинах агентів, які стимулюють дію ферментів, а згодом (у 1901) й навів докази вмісту в тканинах т. зв. антиферментів — антипепсину і антитрепсину. Багато уваги він приділяв вивченню білків м’язової та мозкової тканин і на підставі своїх досліджень запропонував оригінальну теорію будови білкової молекули, «теорію елементарних рядів». Ініціював і разом із братом В. Данилевським у 1888 р. організував видання першого спеціального журналу з питань фізіології — «Физиологический сборник».