Ханжонков с 1906 начинает заниматься продажей и прокатом лент по договорам с зарубежными фирмами, а с 1908 «Торговый Дом А. Ханжонков и К°» (с 1912 — Акционерное общество «А. Ханжонков и К°») приступает к производству первых картин, специализируясь главным образом на экранизации русской классики, народных сказок, песен и романсов, и в кротчайшие сроки становится самой крупной кинофабрикой. В 1911 Ханжонков вместе с В. Гончаровым снимает первый в мире полнометражный фильм «Оборона Севастополя», а в 1912 В. Старевич выпускает первую картину, сделанную в технике объемной мультипликации «Прекрасная Люканида». В разное время в фирме Ханжонкова работали крупнейшие деятели русского раннего кино Е. Бауэр, П. Чардынин, А. Уральский, Б. Чайковский, Б. Завелев, Б. Медзионис, А. Уткин, В. Холодная, И. Мозжухин, В. Карали, Н. Радин, В. Полонский, И. Перестиани и многие другие.
В 1911, единственный из крупных кинопромышленников, Ханжонков открывает у себя Научный отдел для съемок научных, видовых и этнографических картин, выпустивший много лент по сельскому хозяйству, географии России, зоологии и ботанике, медицине и другим программам, для чего приглашались крупнейшие специалисты, главным образом из профессуры Московского университета. Несмотря на убыточность, Научный отдел существовал вплоть до конца 1916. Все фильмы, снятые Научным отделом, демонстрировались по пониженным ценам на специальных утренних сеансах в киноцентре «Пегас», принадлежавшем Акционерному обществу.
С конца 1910 Акционерным обществом начал издаваться журнал «Вестник кинематографии», а с 1915 — журнал искусств «Пегас», единственное в России издание, в котором, притом, что основное место отводилось кино (в частности, публикациям сценариев), постоянно печатались серьезные материалы о театральной жизни, о литературе, о живописи, этнографии и т. д. Печатая статьи о музыке С. Рахманинова, живописи П. Кончаловского, романах Г. Сенкевича и о творчестве других крупнейших мастеров современного искусства, издатель «Пегаса» стремился принять их за ориентир для молодого искусства кино.
В годы революции Ханжонков, как и многие другие кинопромышленники, выехал на юг, продолжив там кинопроизводственную деятельность, а в ноябре 1920 уехал за границу, последовательно сменив Константинополь на Милан, Милан — на Вену и т. п., где он безуспешно пытался восстановить свое кинопроизводство. В конце 1922 он снял виллу в Бадене и пригласил группу инженеров-соотечественников, начавших там опыты по звукозаписи, которые были прекращены из-за недостатка средств. В 1923, приняв приглашение представителей акционерного общества «Русфильм», Ханжонков вернулся на родину и некоторое время работал консультантом в Госкино и заведующим производством «Пролеткино».
В 1926 вместе с группой руководителей и режиссеров «Пролеткино» был арестован и привлечен к нашумевшему уголовному процессу о финансовых злоупотреблениях («кинодело»), приведшему к закрытию этой организации. За отсутствием доказательств Ханжонков был вскоре освобожден, но ему была воспрещена работа в кино, и он был лишен политических прав. Из-за этого в 1930 вторая жена Ханжонкова — В. Попова, возглавлявшая монтажный цех студии «Востоккино», попала под кадровую «чистку» и была изгнана со службы, как член семьи «лишенца».
Изменение социально статуса и совпавшее с этим резкое ухудшение здоровья вынудило Ханжонковых покинуть Москву и поселиться в Ялте. В 1934 в связи с 15-летием советского кино и за большой личный вклад в историю отечественного киноискусства Ханжонков был реабилитирован и получил правительственную персональную пенсию. Последние годы жизни он занимался мемуаристикой и написал значительные по объему воспоминания, частично опубликованные в книге «Первые годы русской кинематографии» (1937), а также в ряде других изданий.
Сковородникова С. (при участии Янгирова Р.) Александр Ханжонков // Великий кинемо: Каталог сохранившихся игровых фильмов России (1908–1918). М., 2002.