Александр Сергеевич Исаев родился в Москве 26 октября 1931 года. Детские и юношеские годы он провел в Саратове и Мичуринске, где в те годы работал его отец — известный отечественный помолог, специалист по селекции плодовых культур и большой знаток природы. Сергей Исаев в те годы выращивал не только яблони, но и прививал будущему академику любовь к биологии, научную пытливость и любознательность. Укоренились они на всю жизнь: в самом юном возрасте Александр понял, что его профессия будет связана с лесом, он составлял лесные карты и старался наиболее подробно исследовать каждое заинтересовавшее его дерево.
После окончания школы этот интерес привел Александра Сергеевича в Ленинградскую лесотехническую академию. После второго курса началась интереснейшая практика в лесах Карелии, Приморья, Восточной Сибири. Первые шесть лет после академии молодой специалист работал инженером-таксатором Московской объединенной авиалесоустроительной экспедиции Министерства лесной промышленности СССР. Его путь лежит по волнам зеленых морей Приморья, Приамурья, Коми АССР, Карелии, Иркутской области и Красноярского края. Квалификация постоянно растет. Именно тогда у Исаева сложилось представление о масштабах лесного богатства России. В те же самые годы окончательно сформировалось желание связать свое будущее с наукой, и в 1956 г. Исаев становится аспирантом научно-исследовательского института лесоводства и механизации лесного хозяйства.
Судьба свела там нашего героя с Андреем Игнатьевичем Ильинским, крупным ученым, лесным энтомологом, внесшим большой вклад в разработку методов химической борьбы с лесными вредителями. Став научным руководителем будущего академика, Андрей Игнатьевич определил направление для изысканий, учитывая характер ранней работы аспиранта — исследование комплекса насекомых-ксилофагов (буквально — пожирателей древесины), которые оказывают негативное воздействие на ослабленный пожарами древостой даурской лиственницы в Амурской области. Эта тема, в то время малоизученная, открывала большое поле для исследовательской работы молодого пытливого ученого, ее научное значение было достаточно велико. Но одними только теоретическими изысканиями дело не ограничивалось. Работа имела изрядную прикладную ценность, ведь лиственница в России — одна из главных древесных пород, лиственничные леса занимают у нас самую большую площадь.
Не желая ограничивать себя одной только классификацией насекомых, Исаев продвигается в своих исследованиях дальше. Дерево — не просто кормовой объект ксилофага, но сложный живой организм. Как и любой другой организм, дерево страдает от различных недугов, которые проявляются с разной силой. Молодой ученый разрабатывает системы признаков различной степени ослабления деревьев.
Тем временем в организации научной жизни в Советском Союзе происходили значительные сдвиги. В 1957 г. в Новосибирске был основан Академгородок. С середины 1950-х годов началось создание инфраструктуры Академии наук СССР в Красноярске. Это было время, которое потом полушутя назовут «великим переходом науки на восток». В среде молодых ученых, уезжавших за Урал, ходили такие слова: «Кому наука дорога, в столице делать нечего». Беззаветно преданные науке москвичи и ленинградцы переезжали в холодную Сибирь, где быстро защищали диссертации и оставались работать в новых институтах. Ехали по разным причинам — кому-то мешали работать закостеневшие старые профессора, в штыки принимавшие любые новые гипотезы. Кто-то проштрафился по идеологической части (в Сибирь на работу приезжало немало молодых интеллектуалов, сочувствующих диссидентам, — отношение к инакомыслию и вольнодумству в Новосибирске было достаточно терпимое). Другим хотелось постоянно находиться рядом с объектом своих исследований. Были и такие, кто ехал просто за компанию, поддавшись романтическим настроениям хрущевской оттепели.
В 1959 г. Институт леса и древесины АН СССР перебазировался из Москвы в Красноярск, начал формироваться новый кадровый состав, команда молодых ученых. Через год на работу в Красноярск перебрался и Исаев. Переезд резко активизировал работу над диссертацией: для Александра Сергеевича Сибирь с ее безбрежным зеленым морем тайги была в первую очередь бездонным кладезем научной информации, огромным лесоведческим архивом, к которому он уже почти подобрал свой ключ и который ему предстояло прочесть. Шаг этот дался нелегко — Исаев к тому времени уже обзавелся семьей, у него родились две дочери, а зарплата младшего научного сотрудника была значительно ниже, чем у начальника экспедиции. Но все же интерес к науке одержал верх. Тем лучше для науки.
После защиты кандидатской диссертации в 1963 г. начался очень важный «тувинский» период исследований Александра Исаева. Перед учеными встала задача защитить леса от пожаров и насекомых, массовые вспышки размножения которых охватили территорию, равную общей площади лесов в нескольких странах Европы. Важна была не только констатация факта — сибирская лиственница страдает от нашествия паразитов, — но и выявление самого механизма этих нашествий. Своеобразным итогом тех исследований стала монография Исаева, посвященная динамике численности лесных насекомых. Она увидела свет в 1984 г. и стала событием в мировой науке о лесе.
В это время впервые появился фирменный исаевский подход к решению научных задач. Его суть в системной работе, умении вычленить и обозначить конкретную проблему. Увидеть ее не отдельно, а как часть некой системы, понять, кто ее «проблемные соседи», увидеть совокупность закономерностей и явления, стоящие за ними. Видеть за, казалось бы, хаотичной и инстинктивной деятельностью насекомых часть сложного экологического процесса. Иначе нельзя — лес слишком сложная система, которая регулируется чрезвычайно тонкими механизмами. Навредить лесу могут даже те меры, которые принимаются исключительно для его пользы. Вместе с тем Исаев понимал: в одиночку специалистам одного института с проблемой не справиться. Он сумел привлечь к работе самых разных специалистов из Красноярска, Новосибирска, Москвы — физиологов растений, химиков, паразитологов. Подключили даже математиков, ведь только они могли помочь вычислить и смоделировать процессы, происходящие в такой сложной системе, как лес. В Красноярском институте физики Александр Сергеевич познакомился с профессором Рэмом Григорьевичем Хлебопросом, совместно с которым была разработана феноменологическая теория динамики численности популяции лесных пород. Нужно было проанализировать сопротивляемость дерева вредителю, понять механизм устойчивости отдельных деревьев — так сказать, его иммунитет...
Полигоном для этих исследований стала Западная Тува, где, с одной стороны, был представлен весь спектр условий роста леса, и, с другой стороны, деревья страдали и от пожаров, и от нападения шелкопряда. В 1968 г. Исаев организовал в институте лабораторию патологии древесных растений, существенно расширяя круг своих исследований. Исследования принесли свои плоды. Была разработана теория взаимодействия дерева и насекомых, несколько участников группы подготовили и защитили диссертации. В числе их была и докторская диссертация Александра Сергеевича, которую он защитил в 1971 г. с последующей публикацией книги, отмеченной медалью Международного союза лесных исследовательских организаций.