Gonzága Ferdinánd őrgróf legidősebb fia - még hét másik testvér követte -, a lombardiai Mantova közelében lévő Castiglioneban született 1568. március 9-én. Több hercegi udvarban nevelkedett, mert a család szándéka szerint az őrgrófi méltóságot kellett volna átvennie. 1577-től Firenzében, 1579-ben már Mantuában folytatta tanulmányait, de könnyelmű környezetétől mindinkább elzárkózott, és másban kereste örömét, mint társai. 1580-ban Castiglionéban kezébe jutott Kaníziusznak az imádságról írt műve. Ezentúl már órákig merült imába, úgyhogy már az imaélet magas fokán állt, amikor Milánó szent érseke, Borromeo Károly az első szentáldozás kegyelmeiben részesítette. Megtanulta a katonai ismereteket, 1581-ben apród lett, majd Madridban szolgált II. Fülöp király udvarában.
Érdeklődése azonban más irányba vonzotta. 1585. november 2-án a herceg az egész Gonzága család jelenlétében lemondott elsőszülötti jogairól öccse, Rudolf javára. Miután ő és öccse is aláírták az okmányt, Alajos vidáman odaszólt Rudolfnak, az új örökösnek: „Nos, melyikünk a boldogabb?… Bizonyára én.” A jezsuita noviciátust 1585. november 25-én kezdte Rómában. Ragyogó tehetsége, jámborsága és szorgalma a legmagasabb vezetői reményeket ébresztették elöljáróiban. Főerénye a tisztasága és szigorú önfegyelme volt. Rendi kiképzését családi problémák zavarták meg. Öccse, aki átvette tőle az őrgrófságot, családi birtokvitába és házassági bonyodalmakba keveredett. Mint a család rangidős vezetője hazautazott és sikeresen rendezte a problémákat.
Rómában a nyomor és éhínség következtében 1590-91 telén kitört a pestis. A Római Kollégium növendékei is beálltak az önkéntes ápolók sorába. Márciusban, a betegek szolgálata közben Alajos megkapta a ragályos betegséget, és rögtön felvette a betegek szentségét. A betegség azonban hosszan elhúzódott. Ebben is bizonyságot tett arról a nemes lelkű viselkedésről és bátorságról, amely egész életét jellemezte. A halál 1591. június 21-én, 23 éves korában váltotta meg szenvedéseitől. Aznap este kitartó kérésére megáldoztatták, elbúcsúzott rendtársaitól, de mivel nem találták veszélyesnek állapotát, csak két páter maradt mellette éjszakára. Éjjel 11 óra körül mégis beállt a haláltusa. Miközben szerzetestársai imádkoztak érte, lelke boldogan távozott az örökkévalóságba.
Édesanyja még megérte, hogy fiát 1605. október 19-én V. Pál pápa boldoggá avatta. Szentté avatását 1726. december 31-én végezte XIII. Benedek pápa. Holtteste Loyolai Szent Ignácnak, a rend alapítójának római templomában nyugszik. 1729 óta az ifjúság és a pestisbetegek védőszentje. Ünnepét 1842-ben vették fel a római kalendáriumba.