Originaire de Roumanie, Alexandra Maria Lara s'installe en Allemagne à l'âge de 4 ans et demi. Son père, le comédien Valentin Platareanu, est le co-fondateur du Theaterwerkstatt Charlottenburg où Alexandra commence à prendre des cours d'art dramatique à 18 ans. Sa carrière débute véritablement à la télévision avec la série Mensch, Pia ! (1998) et le téléfilm Die Bubi-Scholz Story (id.). Ayant pour partenaire Maximilian Schell dans Fisimatenten (1999), elle enchaîne les tournages au cinéma : Südsee, eigene Insel (1999), Crazy (2000), Le Tunnel (2001) ou encore Nackt, présenté en compétition au Festival de Venise 2002. Franchissant les frontières de l'Allemagne, Alexandra Maria Lara s'illustre dans des téléfilms à prestige comme Napoléon (avec Christian Clavier et Gérard Depardieu) et Dr Jivago, donnant au passage la réplique à Sam Neill et Keira Knightley.

Etoile montante du cinéma international, parlant couramment quatre langues, la belle connaît la consécration avec La Chute d'Oliver Hirschbiegel, film salué par la critique en 2004 et dans lequel elle interprète Traudl Junge, la secrétaire d'Hitler. Récompensée aux Bambi Awards et à la Golden Camera, la comédienne poursuit sa carrière en Allemagne, tournant sous la direction de Helmut Dietl (Vom Suchen und Finden der Liebe) et Doris Dorrie (Der Fischer und seine Frau), et décroche le rôle d'Annik Honoré, la maîtresse de Ian Curtis dans Control, biopic du chanteur de Joy Division. Figurant également au générique de La Bande à Baader (2008), Alexandra Maria Lara est rapidement sollicitée par de grands noms de la réalisation. Elle est tout d'abord remarquée par Francis Ford Coppola qui lui confie trois rôles dans L' Homme sans âge. Elle y interprète trois femmes différentes qui constituent une seule et même âme. Après cela elle tourne sous la direction de Spike Lee dans Miracle à Santa-Anna.

Elle multiplie les tournages en 2007 puisqu’elle est à l’affiche du film de Costa-Gavras, Eden à l'Ouest qui relate les déboires d'un immigré clandestin qui souhaite rejoindre Paris et le Lido. Parallèlement, l’actrice joue aux côtés de Charlotte Gainsbourg et Anthony Hopkins dans The City of Your Final Destination de James Ivory.

En 2008, elle fait partie du jury de Cannes à l'occasion du 61ème festival présidé par Sean Penn. Elle revient sur les écrans en 2009 aux côtés de Guillaume Canet et d'Emir Kusturica dans le drame historique de Christian Carion, L' Affaire Farewell. Elle reste sur sa lancée et signe une nouvelle fois pour un film politique The Reader dans lequel elle donne la réplique à Kate Winslet. A l'affiche du troisième long-métrage de Sam Garbarski, Quartier lointain, adaptation du manga de Jiro Tanigushi, la comédienne interprète la mère de Thomas qui se retrouve projeté en enfance à la suite d'un malaise.