Alexander Richard Pettyfer nasceu em Hertfordshire e foi criado em Windsor. Sua mãe, Lee (Robinson), é designer de interiores. Seu pai, Richard Pettyfer, é um colega ator. Seus pais se divorciaram e Alex agora tem um meio-irmão mais novo, James, do novo casamento de sua mãe com um desenvolvedor imobiliário, Michael Ireland. James é um jogador de tênis júnior.
Aos 7 anos, Alex começou a modelar para a gama infantil de Gap. Ele também apareceu em comerciais de TV para outras marcas. Quando ficou mais velho, ele foi modelo para a Burberry para financiar suas aventuras de viagem.
Alex frequentou várias escolas particulares. Durante esse tempo, ele gostava de se apresentar em peças da escola. Aos 13 anos, ele fez um teste e ganhou um papel no filme para TV Tom Brown's Schooldays (2005). Aos 15 anos, ele foi para Los Angeles e foi escalado como "Alex Rider", o personagem principal de Stormbreaker (2006) (também conhecido como "Alex Rider: Operação Stormbreaker"). Este foi seu papel inovador e ele foi nomeado para um Young Artist Award e um Empire Award por esse papel.
