Alba se narodila v Californii. Její otec je mexického původu, matka má kořeny v Evropě. Vyrostla ve vojenských podmínkách - její otec byl pilot Air force. Jak rostla, čím dál více se z ní stával sportovní maniak. Její dětství se ovšem točilo kolem dvou bodů. Prvním bylo neustálé stěhování a druhým její nemoci. Prošla si dva zápaly plic, chřipku měla minimálně čtyřikrát za rok, operovali jí apendix, prošla si problémy s cystou, mandlemi a astmatem. To vše vedlo k tomu, že byla celé dětství téměř úplně izolována od ostatních dětí.
Herecká kariéra je jejím dětským snem, který se nakonec splnil. První rolička přišla ve filmu Všechno je dovoleno!. Původně byla najata na pouhé dva týdny a nakonec z toho vyšla práce na dva měsíce. Objevila se ve dvou televizních reklamách v jedné pro Nintedno a druhé pro J.C. Penneyho. Později hrála v několika nezávislých filmech a hostovala v epizodách komediálních seriálů. V roce 1998 si škrtla i v Beverly Hills 90210.
Po skončení střední školy studovala herectví, což jí možná pomohlo trochu více prorazit v Hollywoodu, kdy se objevila s Drew Barrymore v romantické komedii Nepolíbená. Svým vzhledem a hereckým projevem trochu pozvedla jinak bezduchý děj filmu Ruka zabiják. Její okamžik ovšem přišel ve chvíli, kdy si ji James Cameron vybral jako hlavní hrdinku akčního sci-fi seriálu Dark Angel.
Z poslední doby určitě budou stát za zmínku vysokorozpočtové snímky jako Sin City (Alba = Nancy Callahanová) a Fantastická čtyřka (Neviditelná žena).
