El piloto emblema de nuestro equipo ha ido ascendiendo paso a paso hasta llegar a la categoría reina: Moto GP.
En 2011, se proclamó subcampeón del CEV y en 2012 se alzó con el título de Campeón. Ese mismo año debutó en el Mundial de Moto GP en la categoría de Moto3 como piloto wild card.
En 2013 se convierte en piloto oficial del Mundial de MotoGP en las filas del Team Estrella Galicia 00. En Indianapolis llega el primer podio y en Motegi la primera victoria. 2014 fue un año inolvidable para Álex quien, tras sumar 10 podios y tres victorias, se convirtió  en Campeón del Mundo de Moto3.

En 2015 y 2016 formó parte de la parrilla de Moto2 con el equipo EG 0,0 Marc VDS y su primer y único podio llegaría en el GP de Aragón de 2016, en un año que arrancó con una lesión en el brazo. En 2017 comenzó a alzar el vuelo, pese a que las caídas le apartaron de la lucha por el título ya a mitad de una temporada en la que logró 3 victorias, dos de ellas ante su público en Jerez y Catalunya.

En 2018 también subió 6 veces al podio, pero no fue capaz de adjudicarse ninguna de las carreras. 

El punto de inflexión llegó en 2019. Tras una temporada brillante, con 5 victorias y 5 podios, Alex gana Campeonato del Mundo de Motociclismo en Moto2 con el Team Estrella Galicia 00. 

En 2020 da el salto a MotoGP con Repsol Honda Team, compartiendo box con Marc Márquez. Pero tras las lesión de su hermano, Alex crece a pasos agigantados y logra sus primeros podios en la categoría reina: en LeMans y Aragon. 

En 2021 y 2022, con el equipo LCR Honda Castrol, el pequeño de los Márquez tiene dos temporadas de altibajos, en los que no acaba de adaptarse a la mota y no logra grandes resultados, pero sí un importante aprendizaje.

En 2023 cambia de equipo, sustituyendo a Bastianini en Gresini Racing, y empieza también a mejorar sus resultados. Consigue dos podios y una victoria al Sprint en Silverstone, acabando la temporada dentro del top 10. 

También con Gresini, y de nuevo con su hermano de compañero de equipo, en 2024 protagonizan juntos un histórico podio en el GP de Alemania. Acaba la temporada en 8º posición del Campeonato.