W wieku 15 lat Ołeksandra poznała pisarza Pantełejmona Kulisza. Został zaproszony do rodzinnego domu Biłozerskich przez jej brata Wasyla. W dniu 24 stycznia 1847 Pantełejmon i Ołeksandra pobrali się. Na ich weselu starszym drużbą był Taras Szewczenko. Nowożeńcy wyjechali do Warszawy. Cztery miesiące po ślubie Bractwo Cyryla i Metodego, do którego należał mąż Ołeksandry, zostało rozbite, a Pantełejmon aresztowany i wysłany do Sankt Petersburga. Będąca wówczas w ciąży Ołeksandra poroniła. Nigdy później nie miała dzieci. Podążając za wygnanym mężem, przeprowadziła się do Tuły.
W 1854 małżonkowie zamieszkali w Sankt Petersburgu. Ołeksandra podróżowała po Europie (1858, 1861), w latach 1864–1868 przebywała w Warszawie, w 1871 w Wiedniu i przez jakiś czas we Lwowie. W 1883 małżonkowie osiedlili się w Motroniwcach.
Wspierała męża w pracy literackiej. Kiedy spłonął rękopis ukraińskiego przekładu Biblii, nad którym pracował przez 25 lat, Ołeksandra namówiła go, by ponownie zaczął pracę. Po latach został wydany jako Biblia Kulisza. Po śmierci męża upamiętniała jego twórczość literacką. Opublikowała jego pisma. Przygotowała do druku wielotomową serię jego wszystkich dzieł, choć drukiem wydano tylko 5 z planowanych 22 tomów. Założyła muzeum pamięci męża.