Алекс Петтифер родился 10 апреля 1990 года в Стивенэйдже. Сын актёра Ричарда Петтифера и Ли Айрленд (урожденной Робинсон), в прошлом модели.Однако с отцом Алекса она прожила недолго. Уже через три года после рождения сына она снова вышла замуж за бизнесмена. У Алекса есть младший сводный брат Джеймс Айрленд (род. 1993), подающий надежды теннисист. Алекс Петтифер окончил школу в июле 2006 года в возрасте шестнадцати лет.
Начинал свою карьеру в качестве детской модели в возрасте восьми лет, после того как встретился в магазине в Нью-Йорке с Ральфом Лореном. Но несколько лет назад отказался от карьеры модели, решив попробовать себя в качестве актёра. В 2005 году, по окончании карьеры модели, дебютировал на британском телевидение в роли Тома Брауна в «Школьных годах Тома Брауна». Получил положительные отзывы за роль.
Алекс мог сыграть главную роль в фильме «Эрагон», но предпочёл ей участие в «Громобое», отчасти из страха перед полётами. Автор «Громобоя», Энтони Хоровиц, был так впечатлен игрой Алекса в фильме «Школьные годы Тома Брауна», что сразу же попросил утвердить Петтифера на роль Алекса Райдера, подростка-агента МИ-6.
После завершения съемок «Громобоя» Алекс ни с кем со школы не обсуждал свою роль, сославшись на рекомендации Юэна Макгрегора, который посоветовал ему держать личную и профессиональную жизнь отдельно. Петтифер с тех пор решил оставить школу и сосредоточиться на кинокарьере и обучении драме в колледже.
В августе 2007 переехал в небольшой город в Южной Дакоте, который находится в середине западной части Соединенных Штатов. Он сделал этот шаг, чтобы быть ближе к Лос-Анджелесу и Нью-Йорку.
В 2008 году играет роль в комедии «Оторва» с Эммой Робертс в главной роли, с которой имел романтические отношения. В 2009 году снялся в комедийном фильме ужасов «Истерзанный», где сыграл главаря школьных хулиганов, которых убивает призрак школьника, подвергавшийся издевательствам с их стороны.
В 2011 году играет главную роль в экранизации Ди-Джеем Карузо одноимённой книги Питтакуса Лора — «Я — четвёртый», где его партнёрами по фильму были Тимоти Олифант, Тереза Палмер, Дианна Агрон. В 2012 году ему предложили роль в Орудиях смерти Город Костей сыграть Джейса Вэйланда, но он отказался.