Nació en Buenos Aires en 1975 y estudió tres años en la Universidad del Cine. Después de codirigir su primer cortometraje, Dos en la Vereda (1995), trabajó como ayudante de dirección y diseñador de sonido hasta 2000. Su primer largometraje, La libertad, que se centraba en la relación entre un leñador solitario y su entorno, se estrenó en el Festival de Cannes, en la sección Un Certain Regard. Tras crear su propia productora, 4L, Alonso regresó a Cannes en 2004 con Los muertos, estrenada en la Quincena de Cineastas. Dos años más tarde, completó su trilogía con Fantasma. En 2008, el director se inclinó más hacia la ficción con Liverpool, que sigue a un joven marinero que busca a su madre por los pueblos perdidos de Tierra de Fuego. Cinco años después, Jauja, ambientada entre Dinamarca y la Argentina del siglo XIX y protagonizada por Viggo Mortensen, obtuvo el premio FIPRESCI en la sección Un Certain Regard del Festival de Cannes. En 2023 regresa a Cannes para presentar Eureka, su última película, un tríptico sobre la violencia colonial con Viggo Mortensen de nuevo en el reparto y una sorprendente Chiara Mastroianni.