En 2003, il intègre les rangs du nouveau championnat Formule 3 Euro Series, où malgré une présence régulière au premier plan durant deux saisons, il ne parvient pas à décrocher le titre (vice-champion en 2004). Mais il réussit à gagner dans la même année les deux plus grandes courses internationales de Formule 3 : les Masters de Formule 3 de Zandvoort et le Grand prix de Macao en fin de saison et ce dès sa première participation.
En 2005 et 2006, il dispute le championnat de GP2 Series pour le compte de l'écurie ART Grand Prix (codirigée par Nicolas Todt), où malgré de belles performances, il se voit devancer par ses coéquipiers Nico Rosberg puis Lewis Hamilton. Lors de l'hiver 2005-2006, il participe également à la domination mondiale de l'équipe de France dans le nouveau championnat A1 Grand Prix qu’il remporte de main de maitre associé à Nicolas Lapierre (treize victoires à eux deux sur 22 courses).
En , à l'occasion du GP de Chine, il fait ses débuts en Formule 1 en tant que pilote du vendredi pour le compte de l'écurie Midland-Toyota.
En 2007, il pilote en DTM pour Audi, mais, impliqué dans un spectaculaire carambolage au départ de la première manche de la saison à Hockenheim, il se blesse aux lombaires. Obligé de déclarer forfait pour l'épreuve suivante, c’est seulement après quatre courses en DTM qu’Alex monte pour la première fois sur le podium à Zandvoort, à la seconde place, après avoir offert la victoire à un équipier en vue de l’arrivée. Il participe également aux 24 Heures du Mans 2007 au volant de la troisième Audi R10 officielle, mais sans pouvoir prendre le volant en course à la suite de la sortie de piste prématurée de son coéquipier Mike Rockenfeller.
Toujours en DTM en 2008, il ne parvient pas à se mettre trop en évidence au volant d'une voiture de l'année précédente (2007), jusqu'à la course du Mans (circuit Bugatti) le où il termine troisième après une course parfaite dans des conditions climatiques particulièrement difficiles. Il finira tout de même meilleur pilote sur voitures de saisons précédentes. Il connait plus de succès en endurance où Audi fait de lui l'un de ses pilotes titulaires en Le Mans Series. Très régulier, il remporte le titre de champion LMS dans la catégorie LMP1 en équipe avec Mike Rockenfeller. Il fait également ses vrais débuts aux 24 Heures du Mans, où il termine à la quatrième place.
En 2009 au volant de la voiture Team Phoenix Audi R14 Alexandre finit à la treizième place du championnat DTM. Il participe également sur la nouvelle R15 TDI aux 24 Heures du Mans en compagnie de Romain Dumas et Timo Bernhard. L'équipage, victime de nombreux problèmes mécaniques, ne termine que dix-septième.
Pour la saison 2010, Alex, toujours pilote Audi, n'est pas intégré au programme d'endurance de la marque, et ne participe qu'au championnat DTM. Sur le tracé d'Adria en Italie, lors de l'avant-dernière manche du championnat, il est victime d'un spectaculaire accident dès le premier tour de la course, son Audi effectuant plusieurs tonneaux avant de s'immobiliser contre le rail de sécurité. À l'issue de cet accident, Audi décide de mettre un terme anticipé au contrat de Premat, remplacé pour la dernière course de la saison en Chine par le pilote local Darryl O'Young.
En 2012, il rejoint le V8 Supercars au sein de l'écurie Garry Rogers Motorsport[1]. Après deux saisons complète dans le championnat, il n'est plus engagé à temps plein mais reste au sein de la même écurie comme deuxième pilote pour les courses d'endurances. En 2016, il rejoint l'écurie championne en titre, le Red-Bull Racing Australia, pour les courses d'endurance.
2006 : Membre de l'équipe de France Circuit FFSA - GP2 Series (3e, une victoire) - A1 Grand Prix (Champion avec l'équipe de France, sept victoires) - Troisième pilote du vendredi pour l'écurie Midland F1 Racing lors du GP de Chine de Formule 1
2007 : DTM avec Audi (11e du championnat) - 24 Heures du Mans avec Audi (abandon)
2008 : DTM avec Audi (10e du championnat) - Le Mans Series avec Audi (Champion)
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