Alexandra Stewart quitte son Québec natal pour la France où, adolescente, elle suit des cours de dessin. Elle est ensuite mannequin et s'illustre dans de nombreux films publicitaires. En 1960, elle se fait remarquer dans Le Bel Age de Pierre Kast. Une carrière aux côtés des plus grands cinéastes et comédiens du septième art, aussi bien français qu'internationaux, est alors lancée.
La comédienne côtoie Jean-Paul Belmondo dans Les Liaisons dangereuses (1960), s'illustre dans La Nuit américaine et La mariee etait en noir de François Truffaut, joue pour Louis Malle (Le Feu follet et Black Moon) ou participe à l'aventure des Uns et les Autres (1980) de Claude Lelouch. Son expérience à l'étranger la voit travailler aux côtés de Paul Newman (Exodus - Otto Preminger) et Warren Beatty (Mickey One - Arthur Penn).
En 1980, Alexandra Stewart joue sous la direction de John Huston dans Phobia et au côté de Robert Mitchum dans Les Espions dans la ville. Elle participe également à deux film érotiques, Emmanuelle 3 et Madame Claude 2, où elle succède à Francoise Sagan dans le rôle-titre.
Dans les années 80, Alexandra Stewart consacre un peu plus de son temps à la télévision, jouant dans de nombreuses séries telles que Le Saint ou Les Evasions célèbres. En 1983, elle apparaît consécutivement dans Le Bon Plaisir de Francis Girod et Le Sang des autres de Claude Chabrol.
Partageant son temps entre petit et grand écran, Alexandra Stewart s'illustre dans Frantic de Roman Polanski puis en 2000 dans Sous le sable, de François Ozon. Trois ans plus tard, elle est à l'affiche de Les Filles, personne s'en méfie, réalisé par Charlotte Silvera.