Alessandro Juliani est le fils de l'acteur et producteur John Juliani, et de Donna Wong.
Diplômé de l'Université McGill de Montréal (option musique et opéra), Alessandro Juliani s'est tourné, plutôt que vers le chant, vers le métier d'acteur. Il a effectué de très nombreux doublages (Ranma 1/2, Gloups, je suis un poisson, GoBots, X-Men: Evolution, Barbie Cœur de princesse, Barbie Fairytopia, Barbie Mermaidia, Death Note, Barbie Princesse de l'île merveilleuse, Barbie Mariposa, ainsi que plusieurs jeux vidéo).
En 2003, il obtient un rôle récurrent dans la série Battlestar Galactica. Ce rôle le rendra célèbre dans le monde entier. On retrouve ensuite l'acteur dans la série Smallville où là aussi, il tiendra un rôle récurrent, et ce à partir de 2009. Cette même année, il apparaît brièvement dans le Watchmen de Zack Snyder.
Il continue aussi à se produire sur scène, ainsi qu'à chanter (sa voix de baryton peut être entendue dans la série Battlestar Galactica).