Alexia é uma adepta apaixonada do FC Barcelona desde que era criança e passou um ano nas camadas jovens do Barcelona, antes de passar quatro anos nas camadas jovens do RCD Espanyol. Alexia conquistou a sua primeira internacionalização em 2010. Posteriormente, assinou pelo FC Barcelona em 2012, com apenas 18 anos, e desde então, Alexia tem sido uma das grandes estrelas da equipa feminina do FC Barcelona, tendo disputado mais de 300 jogos pelo clube.

A 6 de janeiro de 2021, Alexia Putellas tornou-se na primeira jogadora – e na primeira jogadora do Barça Femení – a marcar um golo numa partida oficial no Camp Nou. Foi a autora do primeiro golo no jogo contra o RCD Espanyol, que terminou com uma vitória do Barça por 5-0. Alexia é reconhecida como uma das melhores futebolistas do mundo.