לייב פלדביין, שאימץ מאוחר יותר את השם אלכסנדר אורלוב, נולד בשנת 1895 למשפחה יהודית מסורתית בעיר בוברויסק (אז בתחומי האימפריה הרוסית). אביו היה סוחר עצים ובעקבות השפל הכלכלי שנגרם על ידי מלחמת העולם הראשונה עבר לעסוק במסחר במוסקבה. שם החל לייב הצעיר (ידידיו קראו לו לב או לאון) ללמוד במכון לזרובסקי ללימודי שפות אסיאתיות. לאחר שני טרימסטרים עבר ללימודי משפטים באוניברסיטת מוסקבה. בשנת 1916, בטרם סיים את לימודיו, גויס לצבא האימפריה הרוסית. בעקבות המהפכה הרוסית, שהתחוללה בשנת 1917, נמצא מתאים להשתתף בקורס קצינים, דבר שנמנע עד אז מיהודים, אך הוא פנה לפעילות פוליטית והצטרף למפלגת הפועלים הסוציאל-דמוקרטית הרוסית. בעקבות יציאת רוסיה מהמלחמה הוא נתמנה לראש שירות המידע של המועצה הכלכלית הסובייטית העליונה. העבודה המנהלית שעממה אותו והוא הצטרף כקצין לצבא האדום.
בשירותים החשאיים.
במסגרת הצבא האדום הוא הוצב לשירות המודיעין הצבאי ה-גה-אר-או בגזרת קייב בירת אוקראינה. הוא הוביל אישית לוחמים למבצעי חבלה בשטח המוחזק על ידי הצבא הלבן. בשנת 1920 השתתף במלחמה הפולנית-סובייטית שבה רכש ניסיון בתחום הריגול הנגדי. בשירותו שם הופנתה אליו תשומת לבו של פליקס דזרז'ינסקי ראש הצ'קה, שירות הביטחון והמשטרה החשאית הסובייטית הראשונה, והוא צירף אותו לשורות ארגונו ומינה אותו לראש המודיעין הנגדי של משמר הגבול בגזרת ארכנגלסק. בשנת 1921 השתחרר והמשיך בלימודי המשפטים באוניברסיטת מוסקבה.
בשנת 1921 השלים אורלוב, שנקרא אז "לב ניקולסקי", את לימודי המשפטים והחל לעבוד כעוזר בבית המשפט הסובייטי העליון. בין היתר עזר לנסח את הקוד הפלילי הסובייטי. כשסיים את לימודי המשפטים בשנת 1923 הוא הוצב לשרת במחלקה הכלכלית של הג.פ.או. - שירות הביטחון של ברית המועצות כשהוקם שנה קודם לכן. בתפקידו זה היה אחראי למעקב אחר אנשי עסקים מן המערב שהגיעו למוסקבה ועל פעולות הריגול של משלחות הסחר הסובייטיות בחו"ל.
אורלוב נטל חלק בהקמתו של ארגון, שהיה לכאורה אנטי-בולשביקי, בשם "האיגוד המלוכני של מרכז רוסיה" (Монархическое объединение Центральной России), שנועד למעשה לשמש פיתיון ללכידת מרגלים וסוכנים זרים. באמצעות הפעלת ארגון זה נחשף באוגוסט 1924 בוריס סבינקוב, ממתנגדי המשטר הסובייטי, שנכנס לתחומי ברית המועצות באופן לא לגאלי במטרה להיפגש עם נציגי הארגון ותוך מספר ימים נעצר ונשפט לעשר שנות מאסר. בספטמבר הצליח הארגון ללכוד את רב המרגלים הבריטי סידני ריילי, שניסה לחבור אליו בהאמינו כי זה ארגון אנטי-סובייטי, והוא הוצא להורג בנובמבר 1925.
בשנת 1925 הוצב אורלוב לפקד על יחידת משמר הגבול באזור הקווקז ועבר להתגורר עם אשתו מריה, לה נישא בשנת 1923, ובתו בת השנה ורה, בעיר טביליסי (שנקראה אז טיפליס) בירת גאורגיה. שם לקתה הבת בדלקת פרקים.
בחו"ל.
בשל מחלתה של בתו ביקש אורלוב לקבל תפקיד בחו"ל, על מנת שבתו תזכה לטפול של רופאים אירופיים. בקשתו נענתה ובשנת 1926 עבר לשרת במחלקת החוץ של הג.פ.או., שהייתה אחראית לפעולות המודיעין מחוץ לגבולות ברית המועצות. הוא נשלח לפריז בכיסוי של עובד מחלקת סחר החוץ הסובייטית בשם "לאון ניקולייב". לאחר שנה נשלח לברלין, שם שהה שלוש שנים. בשנת 1930 חזר למוסקבה ובשנת 1931 נתמנה לראש מחלקת סחר החוץ של הנ.ק.ו.ד.. עד אז רוב הסוכנים הסובייטיים בחו"ל היו דיפלומטים, דבר שמצד אחד היקנה להם חסינות דיפלומטית, אך מאידך הקל על שירותי הריגול הנגדי לזהותם ולעקוב אחר פעילותם. אורלוב הקים רשת ריגול של נציגי סחר החוץ הסובייטי בחו"ל. ב-22 בספטמבר 1932 הגיע לארצות הברית על מנת להפעיל את הרשת. הכיסוי של היה כי בא בשליחות כדי לבקר במפעלי ג'נרל מוטורס לצורך רכישת כלי רכב עבור משרדי הממשל הסובייטי. הנהלת החברה הזמינה את "איש העסקים הסובייטי" לטיול מחוף לחוף. בארצות הברית נפגש אורלוב גם עם עשרות מבני משפחתו מבוברויסק שהיגרו לארצות הברית. שהותו בארצות הברית לא הייתה ארוכה וב-30 בנובמבר שב לאירופה.
בהגיעו למוסקבה ביקש אורלוב למלא שוב משימות באירופה, מאחר שרצה כי בתו החולה תקבל טיפול מרופא בווינה. בקשתו נענתה ויחד עם אשתו ובתו הוא הגיע במאי 1933 לבירת אוסטריה. לאחר שלושה חודשים המשיך לנדוד ברחבי אירופה, יצא לפראג, ממנה הגיע לז'נבה, שב לווינה והמשיך לקופנהגן.
בתקופת נדודיו באירופה, בין השנים 1933 ל-1935, הקים אורלוב רשת ריגול סובייטית בגרמניה הנאצית. בשנת 1935 נתמנה לסוכן תושב בלונדון, אליה הגיע בכיסוי של מנהל חברה לייצור מקררים חשמליים מארצות הברית בשם ויליאם גולדין. בתקופה זאת גויסו לשירותים החשאיים הסובייטיים קים פילבי, דונלד מקלין, גאי ברג'ס ואנתוני בלאנט שנודעו לימים בשם "רשת קיימברידג'". הארבעה גויסו על ידי סוכנים מהאגף לביון חוץ בנ.ק.ו.ד. בפיקודו של אברהם סלוצקי ולאורלוב היה חלק בהפעלתם.
ישיבתו של אורלוב בלונדון לא ארכה זמן רב ובאוקטובר 1935 הוא הוחזר למוסקבה. בשובו נתמנה למשרה פחותת ערך של סגן מנהל מחלקת התחבורה של הנ.ק.ו.ד..
במלחמת האזרחים הספרדית.
בשנים 1936 עד 1939 התחוללה בספרד מלחמת האזרחים הספרדית. הייתה זו מלחמה בין ה"רפובליקנים" (שנקראו גם "החזית העממית"), שתמכו בממשלה החוקית של הרפובליקה הספרדית לבין ה"לאומנים", שמרדו בממשלה. איטליה הפשיסטית תמכה בלאומנים וסייעה להם וברית המועצות תמכה ברפובליקנים. ב-26 באוגוסט 1936 מינה סטלין את אורלוב להיות קצין קישור ויועץ לחזית העממית והוא יצא לספרד והגיע למדריד ב-18 בספטמבר.
בספרד ארגן אורלוב פעולות גרילה וריגול בשטחים שהיו תחת שליטת הלאומנים בהנהגתו של פרנסיסקו פרנקו. במקביל פעל נגד תאים טרוצקיסטים בשורות הלוחמים הרפובליקאים והבריגדות הבינלאומיות, קבוצות מתנדבים שהגיעו מרחבי העולם לספרד על מנת לסייע לכוחות הממשלה הרפובליקנית.
הזהב הספרדי.
ב-12 באוקטובר 1936 קיבל אורלוב הודעה מניקולאי יז'וב ראש הנ.ק.ו.ד. כי עליו להסדיר עם ראש ממשלת ספרד את משלוח עתודות הזהב של ספרד לברית המועצות בספינה סובייטית, תחת סודיות מרבית. יז'וב הוסיף כי אם הספרדים ידרשו ממנו לחתום על קבלה, עליו לסרב ולהבטיח שקבלה רשמית תונפק במוסקבה על ידי הבנק הלאומי הסובייטי. במהלך החודשים הבאים ארגן אורלוב העברה של כ-70 אחוז מעתודות הזהב של ספרד לברית המועצות ל"משמרת". באותה עת היו לספרד עתודת זהב הרביעית בגודלה בעולם, בשווי של כשמונה מאות מיליון דולר, בערכים של אז. בתחילה חשב אורלוב שזו משימה בלתי אפשרית, הרפובליקאים נחלו תבוסות וכוחות פרנקו התקדמו אל מדריד, התושבים נטשו את בתיהם והממשלה התכוננה להעתיק את מושבה. במצב זה לא היה סיכוי למבצע העברת הזהב, אך אורלוב ידע שאם לא יביא את הזהב ימצא עצמו עומד מול כיתת יורים. הוא נפגש עם שר האוצר הספרדי ולהפתעתו אמר לו השר כי שאמנם כדאי להפקיד את אוצר המדינה ב"מקום בטוח". אנשיו של אורלוב ציודו במסמכים מזויפים לפיהם הזהב מועבר לבנק אוף אמריקה והעמיסו 7,900 ארגזים מלאים מטילי זהב במשקל 510 טון על ארבע ספינות סובייטיות, שהפליגו בחשאי מנמל קרתגנה בים התיכון לנמל אודסה ומשם נשלחו ברכבת למוסקבה. עמיתיו בנ.ק.ו.ד. שלחו לאורלוב איגרת ברכה, אך סטלין לא זיכה אותו במילת שבח. סטלין הזמין את כל חברי הפוליטביורו למסיבה בדירתו בקרמלין ובה לעג לספרדים באומרו כי הם "יראו את הזהב שלהם כשם שהם רואים את אוזניהם".
עריקתו.
על ביצועה המוצלח של משימת העברת הזהב הוענק לאורלוב עיטור לנין, העיטור הגבוה ביותר בברית המועצות. אורלוב המשיך בפעילותו בספרד, שהתרכזה בחיסולם של אוהדי הלאומנים בד בבד עם טרוצקיסטים ואנשי מפלגת הפועלים של האיחוד המרקסיסטי, שהייתה מפלגה ספרדית שנוצרה מאיחוד של המפלגה הטרוצקיסטית הספרדית עם מפלגות פועלים ואיכרים ספרדיות.
בינתיים החל בברית המועצות בשנת 1936 המהלך של הטיהורים הגדולים, שנועד על ידי סטלין לביסוס שלטונו באמצעות טרור ממשלתי, שהופנה בעיקרו כלפי ראשי השלטון. גנרלים בצבא האדום, סופרים, אמנים ומדענים היו קורבנות הטיהורים לצד אזרחים פשוטים שעלה נגדם חשד קל להתנגדות לשלטונו של סטלין. הקורבנות הועמדו לדין בסדרת משפטי ראווה שנקראו משפטי מוסקבה, הורשעו והוצאו להורג.
בינואר 1937 נפצע אורלוב בתאונת דרכים בספרד. בהיותו מאושפז בבית חולים בפריז הגיע מברית המועצות לבקרו בן דודו וחבר נעוריו זינובי קצנלסון, שהיה סגן מפקד הנ.ק.ו.ד. באוקראינה ובסתר היה ממתנגדי סטלין. בן הדוד גילה את אוזנו של אורלוב על תכנון להדיח את סטלין בדרך חוקית באמצעות האשמה כי היה בצעירותו סוכן האוכראנה, הבולשת של הצאר. קצנלסון סבר שהצבא יתמוך במהלך. קצנלסון חזר למוסקבה, נאסר והוצא להורג. אורלוב הבין עתה כי גורלו נחרץ. הוא חשש שבן דודו לא עמד בעינויים וסיפר לחוקריו על שיחתם בבית החולים. כשחזר אורלוב לספרד הגיע לשם שליח של הנ.ק.ו.ד. שהיה ידוע כרוצח מקצועי, ואורלוב חשש שהוא בא לחסלו. אורלוב החליט לערוק. הכנותיו לעריקה ארכו חודשים רבים, עד שב-9 ביולי 1938 קיבל שדר מניקולאי יז'וב כי עליו להתייצב מיד בלשכתו של קונסול ברית המועצות בפריז שיסיע אותו לאנטוורפן, שם יעלה אורלוב על ספינה סובייטית שתפליג לברית המועצות. אורלוב ואשתו הגיעו לפריז, אך אורלוב לא התייצב בקונסוליה הסובייטית, אלא בשגרירות ארצות הברית וביקש לדבר עם השגריר. התברר כי השגריר נמצא בחופשה ואז התייצב אורלוב בשגרירות קנדה וביקש מקלט מדיני. בעת עריקתו נשא כבר אורלוב דרגת גנרל.