Hannigan przyszła na świat 24 marca 1974 roku. Już w wieku czterech lat zaczęła występować w reklamach. Gdy miała 14 lat, zagrała w komedii science-fiction "Moja macocha jest kosmitką". Od tego czasu regularnie pojawiała się w kolejnych filmach i serialach telewizyjnych. Dorabiała jako opiekunka do dzieci, między innymi u Boba Sageta, gwiazdora "Pełnej chaty", z którym później zagrała w "Jak poznałem waszą matkę". Cierpliwie czekała na przełom w karierze. Ten nadszedł w 1997 roku.
"Buffy — Postrach wampirów"
"Buffy — Postrach wampirów" narodził się jako film z 1992 roku. Jej pomysłodawca, Joss Whedon, nie był jednak zadowolony z efektu końcowego. Dlatego postanowił zacząć od nowa, tym razem z myślą o telewizji. Stwierdził, że tytułowej bohaterce brakowało sympatycznych znajomych na drugim planie. Jedną ze stworzonych przez niego postaci była Willow, rówieśniczka protagonistki i jej najbliższa przyjaciółka. Nieśmiała i zamknięta w sobie kontrastowała z odważną i pewną siebie Buffy.
W pilocie w Willow wcieliła się Riff Regan. Producenci nie byli jednak z niej zadowoleni i zażądali ponownego obsadzenia postaci. Hannigan dostała rolę po siedmiu przesłuchaniach. Od początku nie chciała zagrać Willow jako zamkniętej w sobie, bolejącej nad swoim losem nastolatki. Postanowiła naznaczyć ją swego rodzaju optymizmem, który byłby dla niej oparciem nawet w najgorszych chwilach.
Willow okazała się jedną z popularniejszych postaci w serialu i jego komiksowych kontynuacjach. Hannigan wcieliła się w nią także w spin-offie Buffy, "Aniele ciemności". Jedną z głównych ról grał tam Alexis Denisoff, który wcześniej wystąpił gościnnie w trzecim sezonie przygód pogromczyni wampirów. Para zaczęła się wtedy spotykać. 11 października 2003 roku wzięli ślub i doczekali się dwóch córek. Denisoff wystąpił później w "Jak poznałem waszą matkę", kolejnym serialu Hannigan.
"American Pie"
Rozpoznawalność przyniosła jej także rola Michelle w serii sprośnych komedii "American Pie". Hannigan wcieliła się w dziewczynę z licealnej orkiestry, która skrywa kilka tajemnic. Aktorka wystąpiła w czterech kinowych odsłonach serii — pierwszej trylogii oraz "Zjeździe absolwentów", w którym starzy bohaterowie powrócili po latach.
W 2019 roku podczas występu w talk-show Kelly Clarkson Hannigan przyznała, że fani "American Pie" wciąż cytują film w jej obecności. Szczególnie popularny jest dialog, w którym jej bohaterka wyjawia ze szczegółami, co zrobiła z fletem pewnego razu na obozie. "Miło, że ludzie wciąż utożsamiają mnie z filmem, który pamiętają, ale teraz mam dwie córki i gdy zaczynają mówić ten tekst, proszę, byśmy go nie kończyli. Naprawdę panikuję. [...] Nie chcę jeszcze przeprowadzać [z córkami] tej rozmowy" - śmiała się aktorka.
"Jak poznałem waszą matkę"
W popularnym sitcomie "Jak poznałem waszą matkę" Hannigan wcieliła się w Lily, żonę najlepszego przyjaciela głównego bohatera. Łagodna przedszkolanka o artystycznej duszy podbiła serca fanów. Aktorka należała do głównej obsady programu we wszystkich sezonach. Nie wystąpiła jednak we wszystkich odcinkach — po narodzinach pierwszego dziecka zrobiła sobie przerwę w kilku epizodach czwartego sezonu.
Twórcy "Jak poznałem...", Carter Bays i Craig Thomas, przyznali w wywiadzie dla "TV Fest", że byli ogromnymi fanami "Buffy". Wszystko z powodu Rebeki, żony tego drugiego, która zaraziła wszystkich miłością do nastoletniej pogromczyni wampirów. "Ted jest oparty na Carterze, a Marshall na mnie" - mówił Thomas. "Lily oparliśmy więc na Rebecce. Powiedziałem jej, że piszemy pilot serialu, a jedną z bohaterek wzorujemy na niej". Żona scenarzysty nie była zachwycona. Żeby się z nim podroczyć, postawiła mu jeden warunek — ma ją zagrać odtwórczyni roli Willow.
Los chciał, że Hannigan rozstała się wtedy z serią "American Pie" i szukała innej komediowej roli. "Chciałam iść do pracy i śmieć się cały dzień, i wydurniać się, robić głupotki. Pierwsze sezony 'Buffy' takie były" - wspominała aktorka. "Potem zrobiło się mrocznie i chcieliśmy zniszczyć świat. To też było zabawne, ale... [...] Skończyłam 'American Pie: Wesele' równolegle z ostatnim sezonem 'Buffy' i przypomniało mi to, jak bardzo lubię komedie. Potrzebowałam odpoczynku od ciężkich tematów". W dalszej części wywiadu przyznała, że chciała po prostu pracować z zabawnymi ludźmi i samej dobrze się bawić. Rola w "Jak poznałem..." okazała się więc spełnieniem marzeń.
Alyson Hannigan: Co się stało z gwiazdą "Jak poznałem waszą matkę?"
Po "Zjeździe absolwentów" z 2012 roku Hannigan wystąpiła tylko w trzech filmach kinowych, w tym w horrorze komediowym "I ty możesz być mordercą". Pojawiała się przede wszystkim w telewizji, zwykle w małych rolach. W 2023 roku ogłoszono, że weźmie ona udział w 32. edycji amerykańskiego "Tańca z gwiazdami".
