Era el tercer hijo de Juan Comneno, el doux (gobernador) del tema de Dyrrachium, y su esposa Anna Dalassene, y pasó su juventud y su juventud como soldado en la frontera oriental. Llegó al poder tras una rebelión contra su tío, el usurpador Nicéforo III Botaneiates, a quien capturó y reemplazó en 1081.
Su reinado comenzó con una serie de victorias militares. Repelió a los normandos de Roberto Guiscardo en 1081 y conquistó Dirraquio al año siguiente. En 1091 derrotó a los pechenegos en una famosa batalla en Levounion. También dirigió dos campañas militares contra los turcos selyúcidas, las cuales terminaron con derrotas bizantinas (en la batalla de Mantzikert en 1071, fue cautivo de los selyúcidas). Los bizantinos recuperaron Nicea en 1087 y la mayor parte de la costa del Egeo en 1091.
El resultado más duradero del reinado de Alejo fue el establecimiento de la dinastía Comnenia. Bajo los Comnenoi, el Imperio Bizantino experimentó un período de estabilidad política y éxito militar que culminó con la restauración de grandes territorios en el siglo XII.
También fue un importante benefactor de la Iglesia cristiana ortodoxa. Promovió el monaquismo y la educación teológica y fundó varias iglesias y monasterios, entre ellos la Panagia Blachernarum y el Monasterio de Cristo Pantokrator. Alejo también jugó un papel importante en la promoción de las Cruzadas, que eventualmente conducirían a la captura de Jerusalén por los cristianos europeos en 1099.
Alejo murió en Constantinopla en 1118 y fue sucedido por su hijo, Juan II Comneno. Se le considera uno de los más grandes emperadores del Imperio Bizantino y se le recuerda por sus éxitos militares, su promoción de las artes y las ciencias y su firme apoyo a la Iglesia Ortodoxa.
