Alexia vokste opp som en stor fan av FC Barcelona og tilbrakte et år i Barcelonas ungdomsakademi før hun senere tilbrakte fire år i RCD Espanyols ungdomsakademi. Alexias debuterte for landslaget i 2010. Deretter skrev Alexia kontrakt med FC Barcelona i 2012 bare 18 år gammel og siden da har hun vært en av hovedstjernene i FC Barcelonas kvinnelag, og har spilt over 300 kamper for klubben.
6. januar 2021 ble Alexia Putellas den første kvinnelige fotballspilleren og Barça Femení-spiller som scoret på Camp Nou i en offisiell kamp. Hun scoret det første målet mot RCD Espanyol som kulminerte med en seier 5-0. Alexia er anerkjent som en av verdens beste kvinnelige fotballspillere.
