Alyson Lee Hannigan s-a nascut in Washington DC pe 24 martie 1974. Este fiica lui Emilie Posner, agent de vanzari si Albert Hannigan, sofer. Parintii ei s-au despartit la aproximativ 1 an de la nasterea ei, custodia revenindu-i mamei. A copilarit in Atlanta, dar a urmat liceul North Hollywood High School din California.
Desi a aparut intr-un film pentru "Active Parenting" si, in 1978, intr-o reclama pentru prajiturile "Duncan Hines", inceputul carierei a coincis cu venirea in Los Angeles.
A obtinut primul sau rol major in filmul "My Stepmother Is An Alien", o comedie din anul 1988 in care a jucat alaturi de Kim Basinger, Dan Aykroyd si Seth Green. Un an mai tarziu a jucat in "Free Spirit".
Celebritatea i s-a datorat rolului Willow Rosenberg din serialul produs de Joss Whedon "Buffy, The Vampire Slayer". Ulterior apare in "American Pie" 1 si 2 "American Wedding", prima fiind o comedie americana centrata pe pierderea virginitatii ca scop in viata. Producatorii au vrut ca ea sa joace rolul lui Heather, dar Hannigan a dorit sa o interpreteze pe Michelle.
In 2005 se alatura serialului "How I Met Your Mother", ca Lily Aldrin, o profesoara de gradinita.
In 2006 este personajul principal in "Date Movie/Despre Dragoste si Alte Aiureli..", o parodie la adresa filmelor "Meet The Fockers" sau "The Wedding Planner".
S-a casatorit cu actorul Alexis Denisof la Two Bunch Palms Resort in California pe 11 octombrie 2003. Poze de la nunta ei au aparut in editia din februarie 2004 a revistei InStyle Magazine. Cuplul si-a cumparat o casa in Santa Monica, California.