Alessandra Corine Ambrosio wurde in der brasilianischen Stadt Erechim, Rio Grande do Sul, als Tochter von Tankstellenbesitzern italienischer, polnischer und portugiesischer Abstammung geboren. Im Alter von 12 Jahren nahm sie an lokalen Modelkursen teil und zwei Jahre später, 1996, beteiligte sie sich am legendären "Elite Model Look"-Wettbewerb in Brasilien, wo sie es unter die 20 Finalistinnen schaffte. Mit 15 Jahren debütierte sie als Modell für Dilson Stein, der für die Entdeckung von Topmodels wie Gisele Bündchen und Caroline Trentini verantwortlich ist. Ihre Modelkarriere nahm Fahrt auf, als sie auf dem Cover der brasilianischen Elle erschien. Danach wurde sie von Guess für die Herbstkampagne 2000 unter Vertrag genommen. Im Jahr 2000 wurde sie von der amerikanischen Dessous-Marke "Victoria's Secret" engagiert und gab ihr Laufstegdebüt bei deren Modenschau. 2004 gründete sie ihre eigene Bademodenlinie, Alessandra Ambrosio by Sais, als Teil von Rosa Cha, und verkaufte 10.000 Einheiten im ersten Monat. Beim Victoria's Secret Fashion Show 2005 trat sie in Dessous auf, die komplett aus Süßigkeiten bestanden. Im Jahr 2009 zierte sie das Cover der Juli-Ausgabe der Marie Claire zusammen mit Sacha Baron Cohen zur Promotion von dessen Film Brüno. Sie trat in einer Werbekampagne mit dem amerikanischen Model und Schauspieler Ashton Kutcher für die brasilianische Sportbekleidungsmarke Colcci für die Frühjahr-/Sommerkollektion 2012 auf und wurde so das neue Gesicht der Marke. Sie stellte ihre eigene Mode- und Lifestyle-Marke "Ale by Alessandra" vor, die in Zusammenarbeit mit dem US-Einzelhändler Cherokee eine Reihe von formeller Damenbekleidung für die Altersgruppe 18-25 Jahre anbietet. Sie ist Berbotschafterin der National Multiple Sclerosis Society und engagiert sich für Bedürftige durch öffentliche Ankündigungen und die Nutzung ihres Namens und Bildes. Sie war das Gesicht von zahlreichen bekannten Marken, darunter Christian Dior, Rolex, Armani Exchange, Revlon, Ralph Lauren, Calvin Klein, Giorgio Armani, Escada, Moschino, Dolce & Gabbana, Fendi und Next. Sie lief auf dem Laufsteg für verschiedene hochkarätige Designer wie Prada, Louis Vuitton, Chanel, Oscar de la Renta, Marc Jacobs, Kenzo, Vivienne Westwood und Giles Deacon. 2006 gab sie ihr Debüt auf der Leinwand im erfolgreichen James-Bond-Film Casino Royale in der Rolle einer Tennisspielerin. Sie hatte besondere Auftritte im Fernsehen in Sendungen wie Entourage, Late Night with Conan O'Brien und The Late Late Show with Craig Kilborn und war Gastjurorin bei The Tyra Banks Show und Project Runway. 2007 spielte sie in der Folge The Yips der Drama-Serie How I Met Your Mother zusammen mit ihren Victoria's Secret Engels-Kolleginnen Miranda Kerr, Adriana Lima, Marisa Miller, Heidi Klum und Selita Ebanks mit. Sie war Cover-Model in zahlreichen Modezeitschriften wie Vogue, Harper?s Bazaar, Ocean Drive, Lui, Wiener, Self, GQ, Elle, Cosmopolitan, Flair, Vanity Fair, Russh, Marie Claire, Numero und Grazia. Diese brasilianische Schönheit war in einer Vielzahl von High-End-Editorials zu sehen, darunter Ocean Drive, Vogue, Glamour, Love, W, Lui France, V, Harper's Bazaar, S Moda für El Pais und Interview. Sie hat mit verschiedenen internationalen Modelagenturen gearbeitet, wie DNA Models (New York), Way Model Management (Sao Paulo), Viva Model Management (Paris und London) und Priscilla's Model Management (Sydney). Sie war auch Gastgeberin bei Preisverleihungen wie den MTV Music Awards und Fashion Rocks.