Alexa Demie fait sa première apparition à l'écran en 2013 dans le clip vidéo "ATM Jam" d'Azealia Banks[6].
Elle commence sa carrière en 2015 dans le court métrageMiles, grâce auquel elle trouve une agence pour la représenter[7]. Par la suite, elle joue dans plusieurs séries, notammentRay Donovan,Love etThe OA[8].
En 2018, elle joue dans90's, le premier film réalisé parJonah Hill[9],[8]. Sa carrière est cependant officiellement lancée en 2019 à la suite du succès de la sérieEuphoria dans laquelle elle interprète le rôle de Maddy Perez. Elle reçoit d'ailleurs, pour son rôle dans Euphoria, la nomination Best Supporting Actress - Drama (Television) auxImagen Awards en 2022[10].
En 2022 elle apparait dans une grande campagne pourBalenciaga, assiste à plusieurs de ses défilés de mode et porte régulièrement la marque sur le tapis rouge[12],[13].
En décembre 2022, suite au scandale de la campagne de Balenciaga avec des enfants[14],[15], elle se désabonne du compte Instagram de la marque, supprime tous ses posts liés à Balenciaga de son Instagram, y compris la campagne qu'elle a réalisée pour eux et ne commente pas publiquement la controverse[16].