Avant d’accéder à la F1, les pilotes passent par les formules de promotions. Certains suivent un chemin logique, allant de la Formula Regional European à la FIA F2 par exemple, tandis que d’autres choisissent un chemin différent. Álex Palou a suivi la voie de l'IndyCar.
En 2014, Álex Palou rejoint l'EuroFormula Open, où il termine troisième du championnat. La même saison, il participe à la F3 espagnole, dont il sera le vice-champion, et roulera au Grand Prix de Macao et en F3 britannique.
Álex Palou, le nouveau Toréador
Il monte d'un échelon en étant sélectionner par Campos, avec qui il a déjà roulé en 2014, et participera au GP3 Series en 2015. Il remporte la dernière course de la saison pour sa première année, ce qui lui permet de finir 10e du championnat. Il prolonge l'aventure avec l'équipe espagnole la saison suivante, toujours en GP3 Series. Avec un podium, il finit à la 15e place du championnat.
Retour d'un programme intense en 2017, où il est à temps plein en F3 japonaise, terminant 3e du championnat, il participera pour la deuxième fois au Grand Prix de Macao. En complément, il rejoint la World Series by Renault et la Formule Renault 3.5, pour six courses, avant de finir sa saison en FIA F2 avec Campos.
La saison suivante, il rejoint la FIA F3 European et l'équipe Hitech GP, soutenue par Bullfrog. Il finit à la 7e place du championnat, à 161 points de Mick Schumacher, champion cette saison-là. Il prend le départ de son troisième Grand Prix de Macao.
De l'Europe aux Etats-Unis
Après une aventure européenne, coupée par une aventure japonaise, Álex Palou retourne au pays du soleil levant. Il alterne entre la Super Formula et la Super GT. Il finit troisième du championnat de monoplace japonais.
En 2020, il quitte le Japon pour les Etats-Unis. Pour sa première saison en IndyCar avec Dale Coyne Racing, il finit 16e du championnat, et un podium à son actif. L'année 2021 marquera le premier titre en monoplace pour le pilote espagnol de 24 ans. Il remporte le titre en IndyCar Series, au volant d'une voiture engagée par Chip Ganassi.