Ukończył Guildhall School of Music and Drama w Londynie. Znany był przede wszystkim jako aktor teatralny związany z Royal Shakespeare Company. W filmie zadebiutował w 1981 roku rolą Satipo w "Poszukiwaczach zaginionej Arki" Stevena Spielberga. W 1985 roku zwrócił na siebie uwagę rolą rosyjskiego marynarza w "Liście do Breżniewa" Chrisa Bernarda. Najbardziej jednak cenioną kreację stworzył dwa lata później w filmie Stephena Frearsa "Prick Up Your Ears". W tej biograficznej opowieści o dramatopisarzu Joe Ortonie (Gary Oldman), Molina wcielił się w postać wieloletniego kochanka pisarza - Kennetha Halliwella, który w 1967 r. zamordował Ortona. Krytycy zarzucali wprawdzie filmowi pominięcie niektórych wątków z życia Ortona (m. in. jego sukcesów teatralnych), zgodni byli jednak w entuzjastycznej ocenie odtwórców głównych ról. Dzięki swojej południowej urodzie (ojciec był Hiszpanem, a matka - Włoszką) Molina często bywa obsadzany w rolach imigrantów. W 1991 roku zagrał Irańczyka w filmie "Tylko razem z córką" (reż. Brian Gilbert), poruszającym problemy kulturowych różnic, a cztery lata później w "Rodzinie Perezów" ("The Perez Family" reż. Mira Nair) wcielił się w postać Juana Raula Pereza - Kubańczyka, starającego się o spotkanie z żoną po dwudziestu latach rozłąki. W filmie Molinie partnerowały Marisa Tomei i Anjelica Huston ( w roli żony). Molina ma na swoim koncie także udział w "Mavericku" Richarda Donnera - westernie z Jodie Foster i Melem Gibsonem (1994), rolęTitorelli'ego w "Procesie" Davida Jonesa na podstawie powieści Franza Kafki (1993) oraz postać profesora antropologii dr Stephena Ardena w thrillerze science-fiction Rogera Donaldsona "Gatunek"(1995). W 2000 roku aktor zagrał de Reynauda w "Czekoladzie" Lasse H(llstroma, a rok później Diego Riverę w biograficznym filmie o życiu malarki Fridy Kahlo. Alfred Molina otrzymał nominację do nagrody Tony dla najlepszego aktora 1998 roku.