Fils de Karl Ferdinand, dans sa jeunesse, Albrecht von Gräfe a manifesté une préférence pour l'étude des mathématiques, mais celle-ci a été progressivement remplacée par un intérêt pour les sciences naturelles, qui l'a mené finalement à l'étude de la médecine.
Après la poursuite de ses études à Berlin, à Vienne, à Prague, à Paris, à Londres, à Dublin et à Édimbourg, et tout en consacrant une attention particulière à l'ophtalmologie il s'établit en 1850 en tant qu'oculiste à Berlin, où il fonde un établissement privé pour le traitement des yeux, devenus par la suite la référence en Allemagne et en Suisse.
En 1853 il est nommé professeur d'ophthalmologie à l'université de Berlin; en 1858 il devient professeur extraordinaire, et en 1866 professeur ordinaire.
Gräfe a contribué en grande partie au progrès de la science de l'ophtalmologie, particulièrement par l'établissement en 1855 de son für Ophthalmologie d'Archiv, dans lequel il a eu comme collaborateurs Karl Ferdinand Ritter von Arlt (1812-1887) et FC Donders (1818-1889).
Sa méthode pour traiter le glaucome et sa nouvelle opération pour la cataracte sont probablement ses deux contributions majeures. Il a été également considéré comme une autorité dans les maladies du nerf et du cerveau. Il est mort à Berlin .
Albrecht von Gräfe épouse le 7 juin 1862, à l'Heilandskirche de Sacrow près de Potsdam, Anna comtesse Knuth (branche de Conradsborg) (née le 15 mars 1842 à Frederiksborg, Danemark et morte le 22 mars 1872 à Nice), fille du chambellan et bailli royal danois, le comte Hans Schack Knuth(de), et de Frederikke de Løvenørn. Le couple a cinq enfants, dont deux meurent en bas âge:
Anna Frederike Auguste (née le 21 juin 1863 et morte le 19 décembre 1939) mariée le 28 juin 1890 avec Erich Svantus von Bonin, capitaine
Ottilie Wanda Blinda (née le 5 janvier 1865 et morte le 20 août 1865)
Olga (née le 18 juin 1866 et morte le 11 novembre 1949) mariée le 11 mai 1887 avec Maximilian von Mitzlaff, maître de manœuvre
Karl Albrecht (1868-1933) député au Reichstag marié avec la baronne Sophie von Blomberg (née le 6 octobre 1874 et morte le 11 janvier 1938)
Ernst Max (né le 2 juillet 1869 et mort le 13 juillet 1869)
Blida Heynold von Graefe(de): Albrecht von Graefe. Mensch und Umwelt. Verlag Karl Thiemig KG, München 1969.
Hanns-Albrecht von Graefe: Albrecht von Graefe –aus der Sicht seines Urenkels. In: „Staubfreie Luft“ und „saftiges Wiesengrün“: Albrecht von Graefe, Heiden und die Augenheilkunde. In: Kleine Schriften der Kantonsbibliothek Appenzell Ausserrhoden 2. Kantonsbibliothek Appenzell Ausserrhoden, Trogen 2009, S. 22–27.
Christa Habrich: Zur Molkenkur in Heiden. In: „Staubfreie Luft“ und „saftiges Wiesengrün“. Albrecht von Graefe, Heiden und die Augenheilkunde. In: Kleine Schriften der Kantonsbibliothek Appenzell Ausserrhoden 2. Kantonsbibliothek Appenzell Ausserrhoden, Trogen 2009, S. 12–21.
Christian Hartmann (Hrsg.): Albrecht von Graefe. Berlin, 1828 bis 1870. Gedächtnisband zum Symposium anlässlich des 125jährigen Todesjahres. Ad Manum Medici, Germering 1996, (ISBN3-928027-17-4).
Julius Hirschberg(de): Albrecht von Graefe (= Männer der Wissenschaft. Heft 7). Wilhelm Weicher, Leipzig 1906
Julius Jacobson(de): Albrecht von Graefe’s Verdienste um die neuere Ophthalmologie. Aus seinen Werken dargestellt. Hermann Peters, Berlin 1885
Julius Jacobson: Erinnerungen an Albrecht von Graefe. Zu seinem 25sten Todestage. Koch, Königsberg 1895
Huldrych M. Koelbing(de), Peter Speiser: Der Graefe-Stein: eine Erinnerung an A. von Graefes Wirken in Heiden. In: Gesnerus. Band 47, 1990, S. 109–117.
Beate Kunst: Gedenken an Albrecht von Graefe – Die Graefe-Sammlung der DOG am Berliner Medizinhistorischen Museum. In: DOG Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft (Hrsg.): Visus und Vision 150 Jahre DOG. Festschrift zum 150-jährigen Bestehen der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft, Biermann Verlag, Köln 2007, S. 293 ff., dog.org (PDF; 4,9MB)
Hans Remky(de): Albrecht von Graefe. Facets of his work. On the occasion of the 125th anniversary of his death (20 July 1870). In: Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. Band 233, Nr. 9, September 1995, S. 537–548.
Jens Martin Rohrbach: Zum 150. Todestag. Albrecht von Graefe (1828-1870). Das Gewissen der Augenheilkunde in Deutschland. Springer, Heidelberg 2020, DOI10.1007/978-3-662-60790-9_1.
Carl Sasse: Aus unveröffentlichten Briefen Albrecht von Graefes. In: Kl.M.f.A. Band 108, 1942.
Carl Hans Sasse: Geschichte der Augenheilkunde in kurzer Zusammenfassung mit mehreren Abbildungen und einer Geschichtstabelle (= Bücherei des Augenarztes. Heft 18). Ferdinand Enke, Stuttgart 1947, S. 46–48 und 54.
Thomas Schilp, Jens Martin Rohrbach: Albrecht von Graefe an Frans Cornelis Donders. Briefe 1852 bis 1870. Klartext, Essen 2013.
Barbara I. Tshisuaka: Graefe, Albrecht von. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin / New York 2005, (ISBN3-11-015714-4), S. 506 f.
Adolf Weber: Vorlesungsmitschrift Albrecht von Graefe 1854/1855. Hrsg. von Wolfgang Leydhecker(de). 1989.
Weve-Doesschate: Die Briefe Albrecht von Graefes an F. C. Donders (1852–1870). In: Kl.M.f.A. Band 95, Beilageheft. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1935.