Puesto que él es uno de los últimos alumnos de los pintores manieristas florentinos, las obras de Allori son de muchas formas homenajes a artistas como Andrea del Sarto, Fra Bartolomeo, Leonardo da Vinci, Pontormo y sobre todo el Bronzino (Agnolo Bronzino). Allori tenía sólo cinco años cuando su padre murió y él quedó bajo la protección de Bronzino, un amigo de la familia. Pasó toda su juventud creciendo en el taller florentino de Bronzino.
Muchos años más tarde, fue Allori para completar el fresco final de Bronzino en San Lorenzo, que había quedado inacabado por la muerte del artista en 1572. Alessandro Allori era el alumno favorito de Bronzino, que en muchos documentos históricos se refiere a él como su nieto. Allori se inspiró mucho en el estilo escultórico de a pintura de Bronzino, donde los sujetos representados habían un aspecto poco natural, como esmaltado. Su primera obra conocida fue un retablo pintado en 1560 para la Basílica de la Santissima Annunziata, una obra sobre el Juicio Final, en la que se puede ver la influencia de Miguel Ángel. Diez años más tarde, a la muerte de Miguel Ángel, Allori se encargó de las decoraciones para el funeral.
Gracias a la estrecha relación con Bronzino, Allori entró en contacto con algunos de los mejores artistas florentinos de la época. Trabajó con Giorgio Vasari, autor del clásico Vidas de los más excelentes arquitectos pintores y escultores italianos, que era amigo de Bronzino. Cuando el Gran Duque de Toscana, de la familia Medici, le encargó el trabajo para el Studiolo deFrancesco I en Palazzo Vecchio, Allori trabajó con Vasari. La obra fue completada durante el período de la muerte de Bronzino, que fue pintor de la corte del Duque durante muchos años. Allori terminó para el Studiolo una obra llamada La pesca de perlas, entrando entre los 23 artistas que crearon obras para el palacio.
El Duque había aprovechado del talento de Allori unos años antes, en 1565, para las decoraciones de la boda de su hijo Francesco. Era un encargo adecuado para el hijo adoptivo de Bronzino, ya que el mismo Bronzino había trabajado con el Duque en ocasión de su matrimonio. El trabajo y la vida de Allori fueron artísticamente entrelazados con los de Bronzino, pero él tuvo un su propio grupo de obras muy apreciadas. Entre ellas, San Pedro camina sobre el agua, Alegoría de la vida humana, Cristo y la Samaritana, Subida al Gólgota, Cristo muerto y dos ángeles, Susana y los ancianos, y una obra donde la influencia de Bronzino está clara, Venus y Cupido.
En el curso de la su vida, Allori tuvo muchos colaboradores y alumnos, entre cuales Giovanni Maria Buttieri, Giovanni Bizzelli, Cristoforo Fiorentino llamado el Altísimo, Cesare Dandini, Aurelio Lomi, John Mosnier, Giovan Battista Vanni, Monanni y Lodovico Cigoli. Sus contribuciones al arte florentino no terminan aquí, ya que él fue padre de Cristofano Allori (1577-1621). Cristofano tomó sus primeras lecciones de pintura del padre, pero después se alejó de los sujetos de mármol y de la fría anatomía del padre, recibiendo la influencia de los más naturalistas y animados venecianos.
Las obras de Alessandro Allori están expuestas en todo el mundo, en los museos de Roma y Florencia en Italia, a Montpellier en Francia y también a Budapest.