Nelson Alexander Ross nasceu em Portland, no estado do Oregon, em 22 de janeiro de 1970, filho de um pastor protestante e uma artista comercial, cujas técnicas de trabalho influenciariam o estilo de Ross.
Fã de histórias em quadrinhos desde a infância, Ross começou a descobrir na adolescência os trabalhos de ilustradores realistas. Aos 17 anos, se matriculou na American Academy of Art, em Chicago e lá estudou pintores como Salvador Dali e Normal Rockwell. Após sua formatura, Ross conseguiu emprego numa agência de publicidade, mas começou também a procurar trabalhos no mercado de quadrinhos.
Em 1990, conseguiu a oportunidade de pintar a minissérie Terminator: Burning Earth, ligada ao universo de O Exterminador do Futuro, para a editora Now Comics. Porém, seu primeiro trabalho de destaque surgiu apenas em 1994, ao lado do roteirista Kurt Busiek: a minissérie Marvels, que reconta os fatos mais importantes do início do Universo Marvel segundo o ponto de vista de uma pessoa comum. A série, em quatro edições, foi um grande sucesso, conquistou prêmios importantes do mercado e transformou Ross em um astro da indústria de quadrinhos.
No ano seguinte, Ross, Busiek e o desenhista Brent Anderson criaram a série regular Astro City, para a Image Comics, que mostra de maneira realista as repercussões de viver em um mundo habitado por super-heróis. Na série, Ross era responsável pelas capas e pelo design dos personagens. A série foi outro sucesso de crítica e rendeu mais prêmios à equipe criativa. Em 1996, Ross lançou pela DC a minissérie O Reino do Amanhã, um conceito criado por ele para uma história que mostraria um possível futuro do universo DC. Para o projeto, Ross se uniu ao roteirista Mark Waid e juntos criaram uma das HQs mais impressionantes e aclamadas nas últimas décadas. Em seguida, também para a DC, Ross lançou Tio Sam, uma minissérie experimental, cocriada com o roteirista Steve Darnall, sobre um homem – que pode ser o espírito dos Estados Unidos – perdido no século 20. Ross tornou-se um requisitado ilustrador do mercado e criou inúmeras capas para diversas editoras, além de artes pra DVDs, pôsteres, e capas para discos e livros.
Em 1998, Ross criou, ao lado do roteirista e produtor televisivo, Paul Dini, uma série de álbuns especiais para comemorar os aniversários de 60 anos de alguns dos maiores ícones da DC. Foram Superman: Paz na Terra (1998); Batman: Guerra do Crime (1999); Shazam: O Poder da Esperança (2000); Mulher-Maravilha: Espírito da Verdade (2001), além de Liga da Justiça: Origens Secretas e Liga da Justiça: Liberdade e Justiça.
No mesmo período, aliado ao roteirista Jim Krueger e a vários desenhistas , Ross criou um futuro catastrófico para o Universo Marvel na trilogia Terra X (1999); Universo X (2000) e Paraíso X (2002). Em 2003 foi lançado Mithology: The DC Comics Art of Alex Ross, um livro de arte que mostrava os trabalhos do artista ligados à editora de Batman. A parceria com a DC daria origem a outra obra de destaque em 2005: a minissérie Justiça, em doze edições, cocriada com Jim Krueger e o desenhista Doug Braithwaite, que trazia uma grandiosa aventura da Liga da Justiça. Nos anos seguintes, Ross se aliou à editora Dynamite Entertainment para as séries Projeto Superpowers, que atualizava heróis da era de ouro; e Vingadores/Invasores, uma parceria com a Marvel Comics que mostrava o encontro de dois grupos de eras distintas do Universo Marvel.
Entre seus trabalhos mais recentes, estão a coordenação de séries como Kirby: Gênese, que une personagens criados por Jack Kirby e traz Kurt Busiek nos roteiros; e a produção da série Máscaras, que traz a união de vários heróis dos pulps contra um mesmo inimigo.
