Родился 21 мая / 2 июня 1844 года в Санкт-Петербурге в аристократической семье.
Принц.
Получил разностороннее семейное гуманитарное образование.
В 1868 г. женился на княгине Евгении Максимилиановне Романовской, герцогине Лейхтенбергской (1845-1925), дочери герцога Максимилиана Лейхтенбергского и великой княжны Марии Николаевны (дочери императора Николая I).
В 26 лет был командиром лейб-гвардии Преображенского полка.
Принимал участие в русско-турецкой войне 1877-1878 гг.
С 1881 г. попечитель императорского Училища правоведения, детского приюта принца Ольденбургского и Свято-Троицкой общины сестер милосердия.
С 1885 по 1989 гг. командир Гвардейского корпуса, командующий Императорской гвардией.
В 1989 г. ушел в отставку с военной службы и занялся благотворительной деятельностью.
На собственные средства, при поддержке государства и с привлечением взносов частных лиц в 1890 г. основал Институт экспериментальной медицины (ИЭМ) в Петербурге по образцу парижского института Пастера.
Руководителем физиологического отдела был назначен выдающийся русский физиолог И. П. Павлов, который именно в лабораториях ИЭМ провел свои знаменитые исследования по физиологии пищеварения, принесшие ему в 1904 году Нобелевскую премию и всемирное признание.
С 1890 г. почетный член Россйской академии наук.
Председатель Российского общества трезвости.
Построил в Санкт-Петербурге Народный дом Императора Николая II.
Под его руководством была создана также климатическая станция в Гаграх.
В 1896 г. назначен членом Государственного совета.
В начале 1900-х гг. почетный попечитель комитета Христианскго союза молодых людей (YMCA) в России.
Ко времени Первой мировой войны - генерал от инфантерии.
В мае 1914 г. получил также титул Его Императорского Высочества, то есть официально был приравнен к царской фамилии.
Сенатор (1914).
Вскоре после начала войны в 1914 г. назначен Верховным начальником санитарной и эвакуационной части.
После Февральской революции в марте 1917 г. был вынужден оставить пост Верховного начальника санитарной и эвакуационной части, продал Временному правительству свой дворец на берегу Невы и незадолго до Октябрьского переворота уехал в Финляндию, а затем переехал с семьей во Францию.
Благотворитель церкви св. Александра Невского в г. Биарриц (Франция).
Почетный председатель Союза преображенцев (1921).
Под псевдонимом "Петр Александров" издал в Париже небольшую книгу своих рассказов "Сон" ("о "золотых" народных сердцах, внезапно прозревающих после дурмана революции и страстно отдающихся Христу").
Скончался 6 сентября 1932 г. в г. Биарриц.