Алессандро Нивола родился 28 июня 1978 года в Бостоне. Его отец – политолог, профессор в институте, а мать – художница. Родословная актера уходит корнями в Европу: его дед по отцу – итальянский скульптор Костантино Нивола, а бабушка – еврейка, бежавшая из Германии во время Второй мировой войны. У актера есть младший брат Адриан, пошедший по стопам матери и деда и ставший художником. В 1994 году Алессандро окончил Йельский университет, получив степень бакалавра по английской литературе.
Актёр дебютировал на Бродвее, сыграв в спектакле «Месяц в деревне» роль юного любовника вместе с известной актрисой Хелен Миррен. В кино первой значимой работой стал фильм «Без лица». Как признается сам актер, именно этот опыт съёмок воодушевил его, придал смелости и уверенности в продолжении карьеры в киноиндустрии. В фильме «Гол!», который вышел в 2005 году, актёр сыграл главную роль скандального футболиста. Фильм имел большой успех и дал дополнительный толчок его карьере. Алессандро часто работал и жил в Англии, из-за чего у него даже появился британский акцент.
С 2003 года Алессандро женат на британской актрисе Эмили Мортимер, у супругов есть двое детей. Хотя семья живет в Бруклине, Нивола имеет британское гражданство, а его жена обзавелась американским.
В 2013 году вместе со своей женой актер основал компанию King Bee Productions, которая занимается производством фильмов и сериалов.
