Alexia az FC Barcelona nagy rajongójaként nőtt fel, és egy évet a Barcelona ifjúsági akadémiáján, majd négy évet az RCD Espanyol ifjúsági akadémiáján töltött. Alexia először 2010-ben debütált a válogatottban. Alexia 2012-ben, mindössze 18 évesen szerződött az FC Barcelonához, és azóta az FC Barcelona női csapatának egyik legnagyobb sztárja, több mint 300 meccset játszott a klubban.
2021. január 6-án Alexia Putellas lett az első női játékos és a Barça Femení játékosa, aki gólt szerzett a Camp Nouban hivatalos mérkőzésen. Ő szerezte az első gólt az RCD Espanyol ellen, és a mérkőzés 5-0-s győzelemmel zárult. Alexia a világ egyik legjobb női labdarúgója
