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Debido a su interés en la química y en especial en la pirotecnia, el archiduque decidió preparar un espectáculo de fuegos artificiales en el Palacio de Laxenburgo para sorprender a su cuñada y prima, María Teresa de las Dos Sicilias, quién iba a pasar el verano en el palacio. Decidió fabricar y encender fuegos artificiales por sí mismo en las casamatas del palacio, al que asistieron algunos de sus siervos. La emperatriz María Teresa estaba llegando, y cuando su llegada fue anunciada por un disparo, Alejandro Leopoldo encendió el primer cohete. En ese momento, la puerta se abrió y una ráfaga de aire lanzó el nuevo cohete con la pólvora. La pólvora explotó y, sin poder escapar, Alejandro fue quemado por todo el cuerpo. Murió en el acto, al igual que sus siervos.
Su cuerpo está enterrado en la Cripta Imperial de Viena.