Né à Paris en 1961, il étudie le piano, la trompette puis la flûte traversière avant de se consacrer à la composition.
Il suit les cours d’Analyse musicale de Claude Ballif au CNSM de Paris, les ateliers "UPIC" de Y. Xenakis et étudie l’orchestration à Los Angeles auprès de Jack Hayes (l’orchestrateur d’ H. Mancini, d’E. Bernstein, R. Newmann...).
Parallèlement à son cursus classique, il côtoie des artistes d’horizons divers tels que le brésilien Carlinhos Brown ou le zaïrois Ray Lema.
Il a écrit la partition d’une soixantaine de longs-métrages, collaborant aussi bien avec les jeunes artistes de sa génération qu’avec des metteurs en scène confirmés: Jacques Audiard, Marleen Gorris, Florent Emilio Siri, Patrice Leconte, Marion Vernoux, Philippe Harel, Philippe de Broca, Manuel Flèche, Malcolm Mowbray, Francis Girod, Robert Ghédiguian, Didier Haudepain,Christian Merret-Palmair...
Il a fait chanter pour le cinéma : Catherine Ringer, Charlotte Gainsbourg, John Hurt, Kate Beckinsale, Miosotis, Valérie Lemercier, Michael Lonsdale, Clotilde Courau, Akhénaton…
Alexandre Desplat a dirigé le London Symphony Orchestra, le Royal Philharmonic Orchestra, le Los Angeles Studio Orchestra, le Czek Philharmonic, le Berlin studio Orchestra, le Munich Symphony Orchestra et donne régulièrement des Master Classes à La Sorbonne et au Royal College of Music.