Alonso Alvarez-Barreda nasceu na cidade do México e foi criado na pequena cidade de Tampico, na costa leste do México. Apesar dos esforços de seu pai, ele optou por abandonar a carreira de jogador profissional de pingue-pongue para seguir sua paixão pelo cinema.

Orientado por Alejandro Monteverde, Alvarez-Barreda dirigiu seu primeiro curta, Historia de un Letrero. Todo o projeto foi filmado em Tampico com um orçamento de $ 50 usando equipamentos emprestados e seus amigos como atores. em 2008, ganhou o prêmio de Melhor Curta-Metragem no Festival de Cannes.

O terceiro curta de Alvarez-Barreda, Crescendo, é uma peça do século 18 inteiramente em alemão e conta a história do nascimento de Beethoven. O projeto foi produzido pelo magnata mexicano Carlos Slim. Foi exibido em mais de 30 festivais internacionais de cinema, incluindo Telluride e Nova York, e foi finalista do Oscar® de 2013. O curta também lhe rendeu o prêmio de Melhor Diretor no NBCUniversal Short Film Festival e indicações para Melhor Roteiro e Melhor Filme.

Em 2014, Alvarez-Barreda foi um dos quatro cineastas selecionados para o primeiro HBO Access Directing Fellowship. O programa culminou com a produção de seu curta The Walk, estrelado por Max Arciniega (Breaking Bad). O curta conta a história de um mexicano e seu filho atravessando a fronteira ilegalmente.

Desde então, Alvarez-Barreda dirigiu uma dúzia de episódios de televisão, incluindo The Mosquito Coast para Apple TV, The Lincoln Lawyer para Netflix, Mayans MC para FX, Big Sky para ABC, The Twilight Zone de Jordan Peele para CBS All Access, The Chi para SHOWTIME, Kindred para FX, American Horror Stories para Ryan Murphy e The Calling para David E. Kelley - PEACOCK

Três de seus episódios de Snowfall foram enviados ao Emmy pela FX na categoria de Melhor Direção para Série Dramática.

Alvarez-Barreda está atualmente em pós-produção de seu primeiro longa-metragem, The Wingwalker, estrelado pelo astro mexicano Omar Chaparro e pela atriz Mercedes Hernandez, de Ariel Winner.