В марте 1912 участвовала в Салоне Независимых в Париже. В том же году в Италии познакомилась с художником-футуристом Арденго Соффичи, а через него и с ведущими авангардистами этой страны, экспонируется также и на их выставках. В 1914 работы Экстер выставлялись на Интернациональной свободной футуристической выставке.

Экстер стремилась привнести принципы кубизма и футуризма в трехмерное, реальное пространство. В середине 1910-х годов одной из первых она начала внедрять стилистику нового искусства в моду и бытовой дизайн, выполняла различные эскизы платьев, платков, скатертей, тем самым закладывая основы ар деко — универсально охватывающего жизнь направления.

Ранние пейзажи и натюрморты Экстер («Античный пейзаж», «Город ночью», «Натюрморт с яйцами», все — 1910-е) обнаруживали сильное влияние французской живописи. Художница использовала метод коллажа, который совместно с декоративизмом особенно ощутим в ее беспредметных произведениях.

В 1915 Экстер примкнула в Москве к группе К. С. Малевича. Сам мастер очень отличал художницу как всесторонне образованную и всецело преданную кубизму женщину.

Кубистическую манеру Экстер использовала и для создания бытовых вещей; внедряла ее и в прикладное искусство, которым в то время тоже интересовалась. Яркой и удачной попыткой подобного эксперимента стали ее работы в Московском Камерном театре. Художница расписала вестибюль театра, создала эскизы занавеса, оформила спектакли «Фамира Кифаред» И. Ф. Анненского (1916), «Саломея» О. Уайльда (1917), «Ромео и Джульетта» У. Шекспира (1921). Костюмы и декорации Экстер особенно впечатляли своей трехмерностью, подчеркнутой пластичностью и звучностью цвета. Художница предвосхитила принципы конструктивистской «биомеханики», подчиняющей тела актеров единому ритму спектакля.

После революции Экстер много занималась преподаванием: в 1918 — в Одесской детской художественной школе, а затем в собственной студии в Киеве. В 1921–1922 она преподавала в ВХУТЕМАСе в Москве. В числе ее учеников А. Г. Тышлер, И. И. Нивинский, И. М. Рабинович и др.

В 1921 Экстер приняла участие в концептуальной выставке конструктивистов «5 х 5 = 25».

В 1923 художница оформила I Всероссийскую сельскохозяйственную выставку, продолжила придумывать рисунки для тканей, сотрудничая с Московским ателье мод, где разрабатывала проекты женской одежды. Экстер участвовала в создании формы для Красной Армии. По ее эскизам выполнены причудливые костюмы для кинофильма «Аэлита» Я. А. Протазанова, определившие весь стиль киноленты. В эскизах Экстер царит вольное игровое начало. Она не старалась подогнать свое творчество под революционную идеологию, оно свободно от тотального утопизма постреволюционного «производственного искусства».

В 1924 художнице поручили оформление советского павильона на XIV Международной выставке в Венеции. Среди прочего там демонстрировались и ее работы. После Венеции Экстер работала над экспозицией советского отдела Всемирной выставки декоративных искусств в Париже. Ее театральные композиции, представленные на выставке, получили золотую медаль. После выставки художница в Советский Союз не вернулась.

За границей она продолжила заниматься театральным и прикладным искусством. В 1924–1930 выполнила костюмы к балетным постановкам Б. Ф. Нижинской, Э. Крюгер, Б. Романова и других; в 1926 создала марионеток, принимавших вид динамической «скульптоживописи», работала над детскими книжками-картинками, декоративными ширмами и керамикой.

В 1925–1930 по приглашению Ф. Леже преподавала в Академии современного искусства в Париже и давала частные уроки в собственных студиях. Экспонировалась на многочисленных выставках.

В 1929 Экстер поселилась в Фонтене-о-Роз.

В начале 1930-х Экстер начала работать над созданием Les Livres Manuscrits —уникальных, выполненных от руки книг, каждая страница которых имеет авторский автограф. Такие книги делаются, как правило, в одном, изредка в трех-пяти экземплярах.

Ее персональные выставки прошли в Берлине (1927), Лондоне (1928), Париже (1929), Нью-Йорке (1930) и Праге (1937).

В 1972 состоялась первая посмертная персональная выставка Экстер в Париже с публикацией каталога ее работ, а в 2000 там же создано «Общество Александры Экстер», ведущее большую работу по поиску и сохранению наследия художницы, разбросанного в архивах по всему миру.

В России первая монографическая выставка Экстер организована в 1987 Театральным музеем имени Бахрушина в Москве.

Работы Экстер хранятся в музейных собраниях, в частности в Москве и Киеве, и в российских и зарубежных частных коллекциях.