Siendo adolescente pasó a la corte de España, donde se educó. En 1565 casó con la princesa María de Portugal, nieta de Manuel I el Afortunado. Como militar al servicio de la Corona española, destacó en la defensa de las posesiones hispanas en los Países Bajos.

En 1571 participó como lugarteniente de don Juan de Austria en la decisiva batalla que la flota de la Liga Santa sostuvo en Lepanto contra armada la turca. Seis años más tarde, don Juan de Austria, por entonces gobernador de los Países Bajos, lo puso al frente de los tercios de Italia, con los cuales emprendió la campaña de Flandes. Alejandro Farnesio derrotó a los sublevados en Gembloux y recuperó las provincias católicas meridionales.

En 1578, Felipe II confirmó el nombramiento propuesto, poco antes de morir, por su hermanastro Juan de Austria y Alejandro Farnesio fue convertido en gobernador de los Países Bajos. En el desempeño de este cargo, sus tropas ocuparon Maastricht y él negoció con los católicos valones el tratado de Arras (1579), por el cual se confirmaba la vigencia del Edicto Perpetuo firmado dos años antes, que establecía, entre otros puntos, el reconocimiento de Felipe II como rey, el mantenimiento de la religión católica en todos los estados y la retirada de los tercios españoles de los Países Bajos.

Farnesio, que se había negado a ceder el poder político a su madre, según el deseo de Felipe II, no pudo mantener el asedio de Cambrai y cedió Amberes al año siguiente. La larga guerra que siguió, durante la cual murió Alençon y fue asesinado el duque de Orange, concluyó en 1585 con la ocupación de Bruselas y Gante y la recuperación de Amberes por las fuerzas de Farnesio, lo cual supuso la incorporación de Flandes y Brabante a la causa de las provincias del Sur.

En 1586, al morir su padre, heredó los ducados de Parma, Plasencia y Guastalla, pero cedió su administración a su hijo Ranuccio para continuar en Flandes. Un año más tarde se enfrentó con éxito a una fuerza inglesa mandada por el duque de Leicester, que había acudido en ayuda de la Unión de Utrecht. Sin embargo, el desastre de la Armada Invencible debilitó su posición y comprometió el poder español en la zona. Aun así, en 1590 pasó a Francia en ayuda de la Liga Católica y derrotó al ejército de Enrique IV en la batalla de Ligny, después de haberlo obligado a levantar el asedio de París.

Inmediatamente después fue requerido en el auxilio de Nimega, sitiada por las tropas de Mauricio de Nassau. Tras liberarla, las hostilidades continuaron extendiéndose en los distintos frentes y cada vez se le hizo más difícil mantener los territorios, dado el agotamiento de sus tropas y el mayor peso que suponía la ayuda inglesa a los rebeldes. En 1592, su ejército liberó Ruan, cercada por el ejército francés de Enrique IV, al que venció de nuevo en la batalla de Aumale, con lo que aseguró el abastecimiento de París. Poco después regresó a Flandes, donde falleció a consecuencia de las heridas recibidas en el combate de Caudebec, librado contra los ejércitos franceses.

La figura muestra a Farnesio durante el la liberación de Gante (1585). Viste media armadura de corte italiano, botas altas, abrigo que denota su estatus social y sombrero, más de tipo civil que militar. Se aprecia, igualmente la banda de general, de seda roja, cruzándole desde el hombro derecho a la cintura.