Алиса Фрейндлих родилась 8 декабря 1934 года в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург) в семье известного актера Бруно Фрейндлиха.
В 1957 году окончила Ленинградский театральный институт имени А.Н. Островского. Была актрисой Ленинградского драматического театра имени Комиссаржевской, затем выступала в труппе театра имени Ленсовета, где стала одной из ведущих актрис. Среди ее театральных работ — роли в спектаклях "Пигмалион", "Укрощение строптивой", "Преступление и наказание", "Вишневый сад" и другие. С 1983 года Фрейндлих — актриса Большого драматического театра имени Горького (с 1992 года — имени Товстоногова).
Фрейндлих давно и много снимается в кино. Дебютировала она еще в 1955 году в фильме Фридриха Эрмлера "Неоконченная повесть", но в течение многих лет ей предлагали, в основном, небольшие роли. Только в 1970-х годах незаурядное дарование актрисы раскрылось — в киноповести Евгения Хринюка "Анна и Командор".
Фильмография актрисы включает более 60 фильмов, среди них самые любимые зрителем "Полосатый рейс", "Соломенная шляпка", "Служебный роман", "Д'Артаньян и три мушкетера", "Сталкер", "Жестокий романс", "Подмосковные вечера".
Роль Людмилы Прокофьевны Калугиной в комедийной мелодраме Эльдара Рязанова "Служебный роман" стала переломной в ее карьере. Фильм имел огромный успех, после премьеры Фрейндлих даже приходили письма следующего содержания: "После вашего фильма мы сразу отправились в парикмахерскую, сделали себе такую же прическу, сшили себе такое же платье и вообще привели себя в порядок".
Алиса Фрейндлих трижды была замужем. У нее есть дочь от брака с актером и режиссером Игорем Владимировым — Варвара, тоже актриса. В настоящее время мать и дочь играют вместе в двух спектаклях "Лето одного года" и "Уроки танго и любви".