Sammarinese di origine, nasce a Rimini il 26 Febbraio 1984 in una famiglia dove la passione per i motori e la velocità può essere considerata quasi ereditaria. Il padre Vinicio, infatti, era un preparatore di auto da rally e ha trasmesso la passione ad Alex e al fratello maggiore William. All’età di 7 anni, i due  ricevono in regalo una minimoto con la quale iniziano a scarrozzare e fare le prime gare sulla pista di Miramare, proprio a due passi da casa. Nel 1997 arrivano le prime soddisfazioni: Alex, allora tredicenne, giunge sesto al Campionato Italiano Minimoto e l’anno successivo partecipa al Trofeo Honda 125 ottenendo, proprio sul circuito di casa a Misano, il primo podio della carriera. Nel 1999 entra a far parte del Team Matteoni e partecipa al Campionato Italiano e al Campionato Europeo 125 G.P. conclusi, rispettivamente, in seconda e settima posizione. In questo anno Alex mette in bacheca anche la prima vittoria nel Campionato Italiano e lo fa a Binetto, dove lui e il fratello William sbaragliano la concorrenza spartendosi i primi due gradini del podio.
I buoni risultati e la determinazione ben presto gli aprono le porte del Campionato Mondiale. Il debutto avviene nel 1999 a Imola dove prende parte, come wild car, all’ultimo Gran Premio ospitato dall’Autrodomo Enzo e Dino Ferrari.
Da qui in poi la carriera mondiale di Alex subisce una vera e propria escalation. Nel 2000, sempre con la Honda del Team Matteoni, prende parte all’intero Campionato del Mondo 125 che termina al 18° posto, aggiudicandosi il premio di “Rookie of the Year”, riconoscimento assegnato al miglior debuttante dell’anno.
Il primo podio nel mondiale arriva nel 2002 in Germania ed Alex è in sella ad un’Aprilia gestita dal team di Lucio Cecchinello.
Il 2003 è l’anno delle soddisfazioni: il sammarinese si rende uno dei protagonisti assoluti della 125 e termina la sua stagione da vicecampione del mondo. Il secondo posto finale e la continuità nei risultati gli aprono le porte della quarto di litro che affronta in sella all’Aprilia ufficiale, concludendo la stagione in quinta posizione.  
Nel 2005 corre con i colori di MS Aprilia Italia Corse e chiude la stagione settimo assoluto, con due secondi posti e due terzi posti in attivo. L’anno seguente Alex è pilota ufficiale Aprilia Racing nel Team Aspar e sale sul podio ben 11 volte. A coronare una stagione decisamente convincente, chiusa in terza posizione, arriva anche la prima vittoria mondiale nel Gp di Valencia. Otto sono i podi totalizzati nella stagione seguente che lo portano a conquistare, per il secondo anno consecutivo, la terza piazza finale. Nel 2008 c’è il salto di categoria e l’approdo in MotoGp tra le fila del Team Gresini.
La stagione non è delle più facili ma Alex dimostra, in più di un’occasione, le proprie doti e potenzialità sfiorando il podio nel Gp d’Italia e nel Gp di Germania. Il pilota di San Marino chiude il suo primo anno in MotoGp al 14° posto. Nel 2009 è ancora con Gresini e arriva il tanto atteso podio nella classe regina. Il 31 agosto, a Indianapolis, la bandiera biancazzurra sventola dal secondo gradino del podio. In sella alla sua Honda si piazza al quarto posto in occasione del Gp d’Australia e d’Inghilterra e al quinto sul tracciato di Assen, concludendo il secondo anno in MotoGp 8° in classifica.
Quest’anno Alex ha deciso di mettersi ulteriormente alla prova e affrontare una nuova sfida. Prenderà parte alla neonata classe Moto2 insieme allo Scot Racing Team del connazionale Cirano Mularoni, con l’obiettivo di confermarsi tra i protagonisti assoluti della nuova categoria.

RISULTATI NEL MOTOMONDIALE

2000: 18° Campionato del mondo 125cc (Honda) – “Rookie of the year”
2001: 14° Campionato del mondo 125cc (Honda)
2002: 9° Campionato del mondo 125cc (Aprilia)
2003: 2° Campionato del mondo 125cc (Aprilia)
2004: 5° Campionato del mondo 250cc (Aprilia)
2005: 7° Campionato del mondo 250cc (Aprilia)
2006: 3° Campionato del mondo 250cc (Aprilia)
2007: 3° Campionato del mondo 250cc (Aprilia)
2008: 14° Campionato del mondo MotoGp (Honda)
2009:   8° Campionato del mondo MotoGp (Honda)