Alex Roe fait ses débuts en tant que comédien à seulement 10 ans dans The Calling, film d'horreur réalisé par Richard Caesar. Cinq ans plus tard, l'acteur passe au petit écran et décroche des rôles réguliers et récurrents dans les séries The Fugitives, Jam & Jerusalem, The Cut, Holby City, Doctors, Hollyoaks et The Jury.

Alex Roe tourne ensuite un court-métrage, intitulé "A German Word", et un téléfilm, "Unstrung". Il obtient aussi le rôle de Reese dans Sniper : Legacy, film réalisé par Don Michael Paul, sorti en directement en DVD, aux côtés de notamment Chad Michael Collins et Tom Berenger.

Acteur plutôt discret, sa notoriété augmente en 2016 avec le long-métrage La 5ème Vague, adapté du roman de Rick Yancey, où il campe le personnage de Evan Walker. Alex Roe partage l'affiche du film de J Blakeson avec Chloë Grace Moretz, Nick Robinson, Maria Bello et Liev Schreiber. La même année, il décroche l'un des rôles principaux de Rings, le troisième volet de la saga adaptée des films japonais qui se déroule 13 ans après les événements de Le Cercle - The Ring 2.