Né en Egypte de parents grecs, Alex Proyas a trois ans quand sa famille s'installe à Sydney. Marqué par Lawrence d'Arabie, il est vite passionné de cinéma. A 17 ans, il intègre l'Australian Film Television and Radio School, où il tourne en 1980 son premier court métrage, Groping (coréalisé avec Salik Silverstein), qui lui vaut plusieurs récompenses. Proyas se fait ensuite remarquer en signant de très nombreux vidéo-clips et spots publicitaires, notamment pour Propaganda, la société de David Fincher.

En 1989, Alex Proyas se lance dans le long métrage avec le film de science-fiction à petit budget Spirits of the Air, Gremlins of the Clouds, exploité uniquement en Australie. C'est en 1994, avec le film fantastique The Crow, adaptation de la BD culte de James O'Barr, que le réalisateur est révélé au grand public. L'esprit gothique du film est une réussite, mais le succès de cette sombre histoire de vengeance est assombri par le décès accidentel du comédien Brandon Lee survenu pendant le tournage.

Grâce au succès commercial de The Crow, Alex Proyas peut ensuite réaliser l'ambitieux Dark City (1998), thriller futuriste à l'esthétique soignée qui confirme la capacite du cinéaste à installer une atmosphère inquiétante. Après une incursion dans la comédie avec Garage days, il revient en 2004 à la science-fiction, mais sous une forme plus grand public, avec I, robot, emmené par Will Smith et tiré de l'oeuvre d'un des maîtres du genre, Isaac Asimov. En 2009, Proyas confirme son attachement au cinéma fantastique en dirigeant Nicolas Cage dans Prédictions.

Sept ans plus tard, Alex Proyas revient avec Gods of Egypt, un film à 140 millions de dollars mêlant action, fantastique et mythologie égyptienne. La raison de cette longue absence du metteur en scène provient du fait qu’il travaillait sur un long métrage nommé "Paradise Lost" (rien à voir avec le film sur Pablo Escobar) qui a été abandonné.