Після навчання очолив управління планування операцій Обʼєднаного оперативного командування ЗСУ (ООК), створеного 2005 року для наближення української армії до стандартів НАТО. За рік служби став начальником штабу — першим заступником командувача. Активно спілкувався з офіцерами НАТО[5].
Після приходу 2010 року до влади Віктора Януковича новопризначені міністр оборони Михайло Єжель та начальник Генштабу Григорій Педченко розформували ООК. Сирського було призначено першим заступником голови управління міжнародного співробітництва в Генштабі. 2012 року його переведено до Головного командного центру Генштабу, який, однак, займався не плануванням операцій, а паперовою роботою та випуском аналітичного бюлетеня[5]. Бувши першим заступником начальника Головного командного центру ЗСУ, був долучений до тогочасних процесів співпраці з НАТО. У листопаді 2013 року Сирський від імені Міністерства оборони у Штаб-квартирі НАТО обговорював зміни в українській армії відповідно до стандартів НАТО[6].
Зокрема, був одним з головних командирів сил АТО під час боїв за Дебальцеве взимку 2015 року, разом з начальником Генштабу ЗСУВіктором Муженком виїжджали до самого міста. Хоча й не відповідав за оборонну операцію, він був причетний до керування боями у Вуглегірську, селі Рідкодуб та невдалої спроби відбити Логвинове[8]. Під його управлінням здійснювалися підриви можливих шляхів переходу через річку Карапульку. За словами Сирського, командувач сектора «C» полковник Віктор Таран припустився критичних помилок, не організувавши оборону Вуглегірська та не врахувавши можливі дії ворога[5], також він не дав провести всі підриви, через що переправи були захоплені супротивником[6].
Сирський координував вихід українських сил із Дебальцевого[6]. План виходу українського війська з Дебальцевого розробили Віктор Муженко і командир 128 ОГШБрСергій Шаптала. Сирський забезпечував вихід з околиць Дебальцевого силами тактичної групи «Барс»[6], що прикривала фланги та підтримувала вогнем арʼєргарди, утримуючи панівні висоти до виходу сил з оточення. Там Сирський отримав і прізвисько «Барс», однойменне з підрозілом[5]. За бої на Дебальцевському плацдармі Олександр Сирський нагороджений орденом Богдана Хмельницького III ступеня й згодом отримав званнягенерал-лейтенанта[джерело?].
2016 року він повернувся до Києва та очолив Об'єднаний оперативний штаб ЗСУ, який координував оперативні дії українських силових структур на сході України. 2017 року став командувачем АТО, яку згодом було переформатовано в Операцію об'єднаних сил (ООС). На посаді він активно займався навчаннями та особисто відвідував передову, що було нетиповим для командувачів АТО/ООС[5].
Ще восени 2021 року, коли з'явилась інформація про можливий повномасштабний наступ російських військ, головнокомандувач Валерій Залужний створив угруповання для захисту Києва та призначив Сирського його керівником. У грудні 2021 він проінспектував 72 ОМБр, а на початку лютого 2022 бригаду підпорядкували напряму Сирському. 21 лютого бригада отримала наказ висуватись на оборону Києва, однак, основним вектором удару очікували Чернігівщину, тому основна частина її сил перебувала на лівому березі Дніпра. Він також наказав перекинути артилерію ближче до Києва, а авіацію відвести на запасні аеродроми для виведення з-під російських ударів[5].
Звання Герой України з врученням ордена «Золота Зірка» (5 квітня2022) — за особисту мужність, вагомий внесок у захист державного суверенітету та територіальної цілісності України[22]
Хрест бойових заслуг (27 липня2022) — за визначні особисті заслуги у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України, самовіддане служіння Українському народу, вірність військовій присязі[23]
Орден Богдана Хмельницького I ст. (11 грудня2022) — за особисту мужність і самовіддані дії, виявлені у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України, вірність військовій присязі[24]
Орден Богдана Хмельницького II ст. (18 березня2022) — за особисту мужність і самовіддані дії, виявлені у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України, вірність військовій присязі[25]
Орден Богдана Хмельницького III ст. (14 березня2015) — за особисту мужність і високий професіоналізм, виявлені у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України[26]
У жовтні 2022 року увійшов до списку 25 найвпливовіших українських військових від НВ[27].
З першою дружиною Аллою познайомився під час служби на Харківщині. Шлюб тривав до 2009 року, в ньому народився син Антон[30]. Після розлучення Алла з новим чоловіком, сином Антоном і сином від попереднього шлюбу Ігорем емігрувала до Австралії[31].
Друга дружина — Тамара Іванівна Харченко, працювала головною інспекторкою в Державній митній службі. 2018 року в них народився син Олександр[6][5].
До битви за Бахмут західні медіа називали його досвідченим і шанованим командиром,[34] але на момент призначення вони були менш компліментарні, наприклад, Politico заявило про суперечну репутацію офіцера й назвало Сирського «м'ясником» та «генералом 200».[32]