Алекса Вега народилася 1988 року в Маямі, штат Флорида, США. Її мати Джина Рю — фотомодель, розлучилася з батьком-колумбійцем і ростила дітей із вітчимом. Алекса старша з сімох дітей в родині. Одна із сестер, Макензі — теж акторка («Пила: Гра на виживання», «Місто гріхів»), також є сестри Марго, Кризія, Грейлін, брати Круз та Джет. У 1990 році Алекса разом з родиною переїхала до Лос-Анджелеса в Каліфорнії. Є християнкоюю.
У 2010—2012 роках Алекса одружилася з кінопродюсером Шоном Ковелом.
З 4 січня 2014 року одружена з актором Карлосом Піною, з яким зустрічалася рік до того. Пара об'єднали свої прізвища в Пенавега. Народила синів Оушена Кінга Пенавега ( 7 грудня 2016), Кінгстона Джеймса Пенавега (30 червня 2019) та доньку Ріо Рей Пенавега (7 травня 2021).