Giancarlo Alessandrini nasce a Jesi (Ancona) il 20 marzo 1950. Pur avendo collaborato con molte case editrici ideando e realizzando diversi personaggi, è soprattutto noto per essere il creatore grafico di Martin Mystere.
I suoi esordi nel mondo del fumetto risalgono al 1972 per conto del Corriere dei Ragazzi. Su questa testata compaiono serie da lui realizzate come Uomini contro, Fumetto verità, Anni duemila e Lord Shark. La collaborazione con lo studio Giolitti lo porta a realizzare storie per il mercato inglese (poi edite dalla Fleetway Publications).
I primi contatti con la Sergio Bonelli Editore avvengono nel 1977: Alessandrini realizza sei episodi per la serie Ken Parker (creata da Giancarlo Berardi e Ivo Milazzo), tutti sceneggiati da Berardi. Nello stesso anno pubblica per gli stessi editori L'uomo di Chicago (all'interno della collana Un uomo, un'avventura) su testi di Alfredo Castelli, con il quale aveva già lavorato al Corriere dei ragazzi. Nel frattempo, nel 1980, entra a far parte anche dello staff de Il Giornalino.
Il sodalizio con Alfredo Castelli porta alla nascita, nel 1982, di Martin Mystere, personaggio del quale Alessandrini è creatore grafico, disegnatore principale per lungo tempo e tuttora autore di tutte le copertine (per la serie regolare e per i numerosi albi speciali). Con Roberto Dal Prà realizza nel 1990, per la rivista Torpedo della Acme, L'Uomo di Mosca; dal 1991 compaiono su L'Eternauta (rivista) le avventure del detective Anastasia Brown. Sempre L'Eternauta ospita un episodio della serie Zona X presenta (testi di Antonio Serra). Nel 1992, vince lo Yellow Kid come miglior disegnatore italiano. Nel 2004 realizza il tredicesimo Dylan Dog Gigante e, nel 2006, il ventesimo Texone (albo speciale di formato gigante pubblicato con cadenza annuale e dedicato al personaggio Tex).
Per il mercato francese ha realizzato tre episodi di Indiana Jones e la serie Outremer, su testi di Vincenzo Beretta (con il quale aveva già lavorato su Martin Mystere). Quest'ultima serie (di ambientazione fantasy) è per il momento ferma al secondo volume (entrambi i quali sono stati pubblicati in Italia da Alessandro Editore).
Dal punto di vista stilistico, è soprattutto nel corso del suo lavoro su Martin Mystere che Alessandrini ha potuto curare l'evoluzione del proprio tratto: dagli anni settanta alla seconda metà degli ottanta questo era caratterizzato dall'uso di un forte tratteggio e dall'impiego massiccio del nero. In seguito l'autore si è avvicinato allo stile di disegno tipico della cosiddetta linea chiara di origine franco-belga, adottando come modello il lavoro del disegnatore francese Moebius (nome d'arte di Jean Giraud). Queste influenze sono particolarmente evidenti nei racconti spiccatamente fantasy illustrati per la miniserie Magic Patrol (apparsi su Zona X per i testi di Vincenzo Beretta).
