През 1977 г. Александров е избран за космонавт във втората група от програмата „Интеркосмос“, заедно с първия български космонавт Георги Иванов. На 1 март 1978 г. пристига в Центъра за подготовка на космонавти за преминаване на обща космическа подготовка.
Готви се за космическия полет през 1979 г., при който е дубльор на Георги Иванов.
След допълнително споразумение между България и СССР се подготвя изпращането на втори български космонавт.
Полетът на Александър Александров започва с космически кораб „Союз ТМ-5“ заедно с командира на полета Анатолий Соловьов и бординженерa Виктор Савиних.
По време на полета Александров извършва 59 успешни научни експеримента. Те са разработени от Института за космически изследвания при БАН с ръководител акад. Димитър Мишев.
По време на полета е осъществен телемост на космонавтите с Тодор Живков, предаван директно по Българската национална телевизия.
Научният експеримент „Люлин“, започнал тогава, продължава да се доразвива и днес. Дозиметър от серията „Люлин“ в момента лети на спътник около Марс.
Научната програма „Шипка“ представлява истински връх в българските космически изследвания. За първи път преди 33 години на космическата станция „Мир“ са използвани микропроцесори българско производство и микрокомпютри на Българската академия на науките.
Александър Александров успешно се завръща на Земята със „Союз ТМ-4“ на 17 юни.
