Alexia var som barn ivrig FC Barcelona-fan og endte med at opholde sig et år på Barcelonas ungdomsakademi, før hun senere tilbragte fire år på RCD Espanyols ungdomsakademi. Alexia fik sin landsholdsdebut tilbage i 2010. Alexia skrev derefter kontrakt med FC Barcelona i 2012 som blot 18-årig og har siden da været en af ​de største stjerner på FC Barcelonas kvindehold efter at have spillet over 300 kampe for klubben.

Den 6. januar 2021 blev Alexia Putellas den første kvindelige Barça Femení-spiller til at score på Camp Nou i en officiel kamp. Hun scorede det første mål mod RCD Espanyol, som kulminerede med en 5-0 sejr. Alexia er anerkendt som en af verdens bedste kvindelige fodboldspillere.