Alexandra Hedison ist die Tochter des Schauspielers David Hedison (1927–2019) und der Produzentin Bridget Hedison und hat eine Schwester. Sie wuchs in Kalifornien auf und besuchte die University of California in Los Angeles.
Bekannt wurde Hedison durch ihre Rolle der Dylan Moreland in der dritten und sechsten Staffel der US-FernsehserieThe L Word.
Hedison war von 2000 bis 2004 mit Ellen DeGeneres liiert.[2] Seit 2013 ist sie mit der Schauspielkollegin Jodie Foster zusammen, im April 2014 hat das Paar geheiratet.[3]