Родилась в Париже, однако ее можно считать француженкой греческого происхождения. Она свободно говорит как на французском, так и на греческом языках. Ее мать – французская актриса Элиза Давалос, а отец – фотограф Джеф Дунас. Дедушка Алексы по материнской линии – американский актер Ричард Давалос.

Карьера Алексы началась в качестве модели, однако уже в 1999 году она получила небольшую роль девушки Гвен Райден в сериале "Ангел" [1999-2004]. Давалос появилась лишь в трех эпизодах сериала. Следующим проектом в кинокарьере Давалос стало участие в сериале "Undeclared" [2001-2002], где Алекса исполнила роль Сьюзан.

В 2002 году Алексу Давалос пригласили участвовать в проекте "Берега", однако роль девушки была такой маленькой, что ее имя не было указано в титрах. В 2002 году Алекса снялась в телесериале "Untitled Secret Service Project" в роли Элизы Рэндолф. В этом же году ее пригласил режиссер-дебютант Чарльз Лионс в свой проект "Призрак Ф. Скотта Фицджеральда". В этом коротком фильме рассказывается история Джеймса Пауэлла, старшекурсника, который влюбился во второкурсницу, сыгранную Алексой Давалос. Но у Джеймса проблема: красавица Бесс страстно влюблена в Ф. Скотта Фицджеральда, или просто "Скотти", как она сама любит его называть. Страсть приводит Бесс к пути, на который Джеймс никогда бы не встал. Спустя многие годы Джеймс раздумывает, он сам или все же Бесс стала причиной их разрыва. В фильме также снимается Чарли Хофхеймер, ["Черный ястреб", 2001, "Таинственный лес", 2004, "Медиум", 2005-2008]. Фильм был представлен на кинофестивале в Торонто в 2002 году.

В том же году Давалос пригласили в проект "Угрожая миру" - режиссерский дебют известного сценариста Марка Бомбэка для коллегии режиссеров Sundance Institute в 2002 году. Марк, будучи одновременно режиссером и сценаристом, создал адаптацию известного романа Ричарда Йетса. Фильм повествует об истории жителя пригорода, который жалуется на свою скучную жизнь. Жаждая страстей и приключений, он совершает необдуманные и рискованные поступки, мечтая о необычной, наполненной красками жизни. Давалос играет роль молодой девушки, подружки главного героя, которая встречается с ним для того, чтобы проверить, как далеко может зайти ее власть над мужчинами.

Успех в киноискусстве ждал Алексу в 2004 году, когда ее пригласили на роль Киры в фильм "Хроники Риддика". Однако еще ранее, в 2003 году, Давалос снялась с Антонио Бандерасом в телепроекте HBO "Панчо Вилья". Алексе досталась роль молодой актрисы Тедди Сампсон. В фильме также снимались Эйон Бэйли, Алан Аркин и Джим Бродбент. Фильм "Панчо Вилья" победил в номинации "Лучший фильм для телевидения" на Broadcast Film Critics Association’s и Critic’s Choice Awards.