Abandonou o Curso de Filosofia na Faculdade de Letras de Lisboa para ingressar na Escola Superior de Teatro e Cinema do Conservatório Nacional, cujo curso de Formação de Actores conclui em 1986. Ganha projecção ao trabalhar com Jorge Listopad na peça Frei Luís de Sousa, de Almeida Garrett (Actriz Revelação, pela APCT - 1986). Desde aí foi dirigida por numerosos encenadores, como Mário Feliciano, Orlando Neves, Carlos Avilez, Gastão Cruz, José Wallenstein, Rogério de Carvalho ou João Lourenço, que a dirigiu na sua última experiência teatral, Fernando Krapp escreveu-me esta Carta, de Tanked Dorst, em 1997. Interpretou autores como Tchekov, Pasolini, Aristófanes, Botho Strauss, David Mamet, Jorge de Sena, entre outros.

Tornou-se uma das actrizes portuguesas mais populares ao representar em televisão. Primeiramente em produções como Rua Sésamo (1990), depois em novelas e séries como A Banqueira do Povo (1993), Cabaret (1994), Não és homem, não és nada! (1999), Querido Professor (2000), Fúria de Viver (2002), Ana e os Sete (2003) (Globo de Ouro de Melhor Actriz de TV – 2003), ou mais recentemente, Tempo de Viver (2006) e Ninguém como Tu (2005), onde a sua presença valeu grandes níveis de audiências. Também para a televisão, apresentou alguns programas, como o polémico Na Cama Com… (1993).

O seu trabalho no cinema demarca-se em filmes como O Delfim (2002) (Globo de Ouro de Melhor Actriz de Cinema) e Lá Fora (2004), ambos de Fernando Lopes ou A Mulher Que Acreditava Ser Presidente dos EUA (2003), de João Botelho. Trabalhou ainda com outros cineastas, como Teresa Villaverde, João Mário Grilo, António Pedro Vasconcelos, João César Monteiro, João Canijo, Leonel Vieira ou Manuel Mozos. Em 2007 o The Biography Channel dedicou a Alexandra Lencastre um documentário biográfico, exibido em Abril.

Foi casada com o actor Virgílio Castelo e com o produtor holandês Piet-Hein Bakker entre 1994 e 2003, com quem tem duas filhas: Margarida, nascida em 1996, e Catarina, nascida em 1998.

Televisão

* (2007) Fascínios - Margarida Miranda Ventura
* (2006) Tempo de Viver - Fátima Almeida
* (2005) Ninguém como Tu - Luíza Albuquerque
* (2003/04) Ana e os Sete - Ana Cruz
* (2002) Fúria de Viver - Beatriz Lacerda Cabral
* (2000) Querido Professor
* (1997) Riscos - Lídia
* (1993) A Banqueira do Povo - Isabel
* (1990) Rua Sésamo
* (1991) Icaro

Cinema

* Corrupção 2007
* O Julgamento 2007
* Capacete Dourado 2007
* Lá Fora 2004
* A mulher que acreditava ser Presidente dos EUA 2003
* Os Imortais 2003
* A Falha 2003
* The Dancer Upstairs 2002
* O Delfim 2002
* Um Passeio No Parque 2000
* Os Mutantes 1998
* Tráfico 1998
* Três Palmeiras 1994
* O Oiro do Bandido 1994
* O Fim do Mundo A Terra 1992
* Requiem para um Narciso 1992
* Xavier 1992
* O Medo 1992
* Entre Mortos e Vivos 1992
* Erros Meus 1991
* Filha da Mãe 1989
* Conversa Acabada
* Zénite
* A Última Viagem
* Meia Noite
* Quatro x Quatro