Alexis Bledel debutó en la televisión en la serie aclamada por la crítica "Gilmore's Girls", protagonizando durante siete exitosas temporadas a la hija adolescente en este drama y comedia acerca de la íntima relación entre una madre soltera y su hija sabelotodo. La interpretación de Rory Gilmore le supuso los premios Teen Choice Awards como Actriz Preferida en una Comedia de 2005 y 2006 y el Family Friendly Forum Award a la Mejor Actriz en un Drama de 2002. Elegido en 2001 por la Asociación de Críticos de Televisión como Nuevo Programa Sobresaliente de ese año, "Gilmore Girls" también estaba interpretada por Lauren Graham, Kelly Bishop y Edward Herrmann. Bledel recientemente repitió su papel en la secuela de UNO PARA TODAS, una adaptación de la novela éxito de ventas. La historia de hacerse mayor también estaba protagonizada por Amber Tamblyn, Blake Lively y America Ferrera.

Bledel hizo su debut en el cine en 2002 con ETERNA JUVENTUD, basada en la aclamada novela de Natalie Babbit, en el papel de Winnie Foster. La película también estaba protagonizada por Ben Kingsley, William Hurt, Sissy Spacek y Jonathan Jackson. Bledel también formó parte del reparto de la película de Robert Rodriguez CIUDAD DEL PECADO con Bruce Willis, Josh Hartnett, Rosario Dawson y Brittany Murphy. Otros créditos suyos son ORGULLO Y PREJUICIO, una versión musical de la novela de Jane Austen Orgullo y Prejuicio, dirigida por Gurinder Chadha, y las películas independientes THE ORPHAN KING y I'M REED FISH, dando réplica a Jay Baruchel.

Bledel comenzó su carrera en la interpretación en el Community Theater de su ciudad natal, Houston. También trabajó como modelo en Nueva York durante sus vacaciones escolares. Asistió a la escuela de cine de la Universidad de Nueva York para estudiar la composición de guiones y dirección.