Alexia creció siendo una gran seguidora del FC Barcelona y pasó un año en la academia juvenil del Barça antes de estar cuatro años en la academia juvenil del RCD Espanyol. El primer debut de Alexia con la selección nacional fue en 2010. Alexia firmó con el FC Barcelona en 2012 con solo 18 años y desde entonces ha sido una de las principales estrellas del equipo, habiendo jugado más de 300 partidos para su club.

El 6 de enero de 2021, Alexia Putellas se convirtió en la primera jugadora del Barça Femení en anotar en el Camp Nou en un partido oficial. Anotó el primer gol contra el RCD Espanyol que culminó en una victoria de 5-0. Alexia está considerada una de las mejores futbolistas del mundo.