Alessandro Nivola es hijo de un pintor de origen italiano y de una ex profesora en la Universidad de Harvard. Su abuelo paterno era el escultor Constantino Nivola.
Estudió interpretación en el Eugene O'Neill Theatre de Waterford, en Connecticut.
Posteriormente amplió su instrucción en la Tony Phillips Exeter Academy y en la Universidad de Yale, en donde se graduó en lengua inglesa.

Después de principiar como actor en el mundo del teatro, debutando en Broadway en el año 1995, y protagonizar el telefime "The Ring" (1996), basado en la novela de Danielle Steel, Alessandro inició su carrera como intérprete cinematográfico en "El secreto de los Abbot" (1997), una película romántica dirigida por Pat O'Connor que protagonizaban Liv Tyler y Joaquin Phoenix, a la que siguieron "Cara a Cara" (1997) de John Woo y "I want you" (1998), film de Michael Winterbottom que le proporcionó su primer papel protagonista.

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