В конце XIX века по территории будущего города прошла одноколейная железная дорога, началось строительство Транссибирской железнодорожной магистрали. Постепенно к будущей станции стали переезжать жители из села Алзамай (ныне — Старый Алзамай). Первым переселенцем из Старого Алзамая был Иннокентий Колесов со своей семьёй. Затем стали переезжать и другие. Сначала насчитывалось 17 домов. Селились в районе будущего вокзала[2].
Годом основания Алзамая считается 1897 год, когда начались официальные изыскания по прокладке будущей трассы железнодорожной магистрали. В том же году из Нижнеудинска пришёл первый поезд. В 1901 году для снабжения паровозов водой возвели водокачку и водонапорную башню. 9 июня 1907 года была освящена православная церковь во имя Святого Николая. К началу Гражданской войны вокруг станции Алзамай проживало 174 жителя[2].
С установлением Советской власти стали строиться магазины, паровозное депо, для производства шпал в 1925 году был организован Алзамайский пункт Нижнеудинского ЛТХ, в 1927 году был организован химлесхоз (позднее ХЛХ) треста "Востсибхимлесзаг, в 1932 году появилась семилетняя школа.
В годы Великой Отечественной войны в 1942 году в Алзамай был эвакуирован Днепропетровский стрелочный завод, который выпускал стрелочные переводы, так необходимые железнодорожной магистрали для перевозок грузов на фронт. В 1943 году населённому пункту был присвоен статус рабочего посёлка[2].
С 1945 по 1959 год Алзамай являлся центром Алзамайского района Иркутской области. В мае 1955 года рабочий посёлок Алзамай (14 тыс. жителей) получил статус города[2].
Алзамай расположен в часовой зоне Иркутского времени, обозначаемой по международному стандарту как Irkutsk Time Zone (IRKT). Смещение относительно Всемирного координированного времени UTC составляет +8:00.
Климат
Умеренный с большим количеством осадков в течение года. Средняя температура воздуха — −0,8 °C. Среднегодовая норма осадков — 401 мм. Самый засушливый месяц — март, с осадками 9 мм. Наибольшее количество осадков выпадает в июле — в среднем 90 мм.