Unter dem bürgerlichen Namen Kimberly Alexis Bledel wird die spätere Schauspielerin in Houston, Texas geboren. Alexis spricht fließend Spanisch, da ihr Vater aus Argentinien und ihre Mutter Nanette aus Mexiko stammt. Erst als die hübsche Brünette in die Schule kommt, lernt sie Englisch. Da die Texanerin eine sehr schüchterne Schülerin ist, wird sie von ihren Eltern zur Theaterschule geschickt, damit die damals achtjährige Selbstbewusstsein aufbaut. Rasch verliert sie ihre Scheu und spielt in der Aufführung von "Der Zauberer von Oz" mit.
Nachdem sie mit 14 Jahren in einem Einkaufszentrum entdeckt wird, beginnt Alexis Bledel neben der Schule zu modeln. 1999 macht Alexis ihren Highschool-Abschluss an der Privatschule "St. Agnes Academy". Bevor sie ihre Debütrolle in der Serie "Gilmore Girls" bekommt, fängt sie ein Schauspielstudium an der "New York University" an. Mit ihrer Natürlichkeit erobert sie nicht nur die Crew, sondern auch ihre Fans. Um sich vollständig auf die Schauspielerei zu konzentrieren, bricht sie ihr Studium ab und zieht nach Los Angeles.
Neben ihrer Rolle in "Gilmore Girls", ergattert die Schauspielerin Alexis Bledel auch zahlreiche Auftritte in Kinoproduktionen. Ihr Leinwanddebüt gibt sie in dem Film "Bis in alle Ewigkeit". 2004 übernimmt sie eine Nebenrolle in dem Bollywoodstreifen "Liebe lieber indisch". Des Weiteren kann sie die Filme "Sin City", "Eine für 4" und "Eine für 4 - Unterwegs in Sachen Liebe" auf ihren Steckbrief schreiben. 2013 kommen Gerüchte auf, dass die Schauspielerin die Rolle der "Anastasia Steele" in "Shades of Grey" übernehmen soll. Auch privat läuft es bei Alexis Bledel rund - im März 2013 verlobt sie sich mit Vincent Kartheiser.