Alyson Lee Hannigan wurde am 24. März 1974 in Washington D.C. geboren. Ihr Vater Al, welcher seinen Lebensunterhalt als LKW-Fahrer in Missouri verdient und ihre Mutter Emily, die als Imobilienmaklerin beschäftigt ist, ließen sich 1976 scheiden. Alyson wuchs bei ihrer Mutter in Atlanta auf. Sie war bereits im zarten Alter von 4 Jahren in Werbespots (unter anderem für McDonalds) zu sehen. Doch ihre grünen Augen erblickten dort nicht zum ersten mal die Kamera: Bevor sich ihre Eltern trennten, hatten beide ein gemeinsames Hobby, das eigentlich ein halber Nebenjob war – Fotografien. Somit war Alysons erster Job der eines Fotomodels.

Mit Elf Jahren zog Alyson nach Los Angeles, was sich später als sehr nützlich für ihre Filmkariere erwies. Ihre erste Kinofilmrolle trat sie 1988 im Alter von 14 Jahren als Tochter von Dan Aykroid in dem Film „Meine Stiefmutter ist ein Alien“ an.

In den folgenden Jahren hatte sie zahlreiche Gastauftritte in Fernsehserien (unter anderem Roseanne und Picket Fences), sowie Rollen in verschiedenen Fernsehfilmen.

Im Jahre 1992 gelang Alyson der Abschluß an der North Hollywood Highschool.

Richtig bekannt wurde die 1,68m große Alyson allerdings erst durch ihre Rolle der Willow Rosenberg in der Serie Buffy the Vampire Slayer. Zunächst erhielt sie allerdings eine Absage und für den (nicht veröffentlichten) Pilotfilm stand ein anderes Mädchen vor der Kamera. Die Rolle wurde jedoch umgeschrieben und Alyson erhielt eine neue Chance, welche sie auch nutzte.

Während der Dreharbeiten der 3. Staffel funkte es zwischen ihr und Alexis Denisof. Dieser gehörte in der 2. Hälfte dieser Staffel ebenfalls zu den Hauptcharakteren. Eine Beziehung entwickelte sich jedoch erst nach Alexis´ Ausstieg bei Buffy, da dieser kein Freund von Beziehungen unter Kollegen ist. Zuvor war Alyson mit GingerFish, dem Drummer der Band Marylin Manson liiert.

Ein weiterer Karrieresprung gelang Alyson 1999 mit der sehr erfolgreichen Teenie-Komödie American Pie, wo sie die Rolle der schrägen Michelle („...once, at band camp“) übernahm. Der 2. Teil wurde ähnlich erfolgreich und ein 3. Film ist ebenfalls für 2003 geplant.

Immer öfter sieht man Alyson in Talkshows und auf den Covern verschiedenster Magazine. Sie ist viel unterwegs und es bleibt ihr kaum Zeit für ihre sonstigen Hobbies: Radfahren, Surfen im Internet und Kickboxing. Dennoch ist es dank ihrer zahlreichen Haustiere (2 Hunde und 5 Katzen) selten ruhig im Hause Hannigan.

Ihre eigentlich rot-braunen Haare sieht man meist gefärbt, was man allerdings seltener sieht, sind ihre Tätowierungen. Zwei Delphine zieren ihren Knöchel und ein japanisches Kanji (Ein Symbol für Glück) schmückt ihren Rücken oberhalb des Steißbeins.