Alexandra Moen sinh ra ở Pisa, Italy. Với cha là một nhà hải dương học, cô và gia đình (mẹ là giáo viên và hai em trai) đã đi cùng công việc của cha. Khi được sáu tuổi, cô chuyển đến Canada rồi đến Bermuda và cuối cùng định cư ở Anh, nơi cô hoàn thành việc học. Cô học tiếng Anh tại Đại học Leeds trước khi học diễn xuất tại Viện Âm nhạc và Nghệ thuật Sân khấu London. Cô ra mắt sân khấu chuyên nghiệp trong sản phẩm "Macbeth" của Tây End do Edward Hall执 đạo vào năm 2002 và cũng vào năm 2003, cô thể hiện vai "Nina" tại Nhà hát Chichester trong sản phẩm "The Seagull" của Chekhov do Steven Pimlott执 đạo, đã nhận được sự đánh giá cao của giới phê bình. Vai diễn chính đầu tiên của cô trong một bộ phim truyền hình là vào năm 2006, khi cô thể hiện vai "Tamsin Dalgliesh" trong bộ phim "Tripping Over" và sau đó là vai "Emily James" trong hai mùa cuối của bộ phim hài kịch nổi tiếng của BBC "Hotel Babylon". Đối với nhiều người hâm mộ khoa học viễn tưởng, cô có thể được biết đến nhiều nhất với sự xuất hiện trong "Doctor Who", khi cô làm điều mà bác sĩ không thể loại bỏ kẻ thù vĩ đại của mình, tức là Master. Gần đây hơn, cô đã thể hiện nhân vật bệnh lý học người Na Uy "Petra Bergen" trên màn ảnh nhỏ, xuất hiện trong cả ba loạt của chương trình "Fortitude" của Sky Atlantic cho đến năm 2018. Vào năm 2019, cô đã tiếp quản vai diễn "Elizabeth của York" từ Jodie Comer, trong bộ phim "Spanish Princess" của Philippa Gregory cho Starz và đóng vai "Simone Cameron", giáo viên dạy múa ba lê chuyên tâm trong bộ phim "Dublin Murders" của BBC.