Alex Dowsett commence le cyclisme à l'âge de 13 ans, après que son père l'a emmené voir une course cycliste.
Pendant la saison 2004-2005, il intègre le programme de British Cycling appelé Olympic Talent Team, destiné aux coureurs de 14 à 17 ans[1]. Il accède ensuite au Olympic Development Programme, pour coureurs de catégorie junior (16 à 18 ans)[2], en 2006, puis au Olympic Academy Programme, pour coureurs de moins de 23 ans[3], en 2007[4].
En 2014, il obtient une première victoire en avril, lors du contre-la-montre du Circuit de la Sarthe. En juin, il est troisième du championnat de Grande-Bretagne du contre-la-montre, battu par Bradley Wiggins et Geraint Thomas. En juillet, il participe aux Jeux du Commonwealth, en équipe d'Angleterre. Il y obtient la médaille d'or au contre-la-montre, devançant Rohan Dennis et Geraint Thomas. Septième du Tour du Poitou-Charentes, il est huitième du Tour de Grande-Bretagne deux semaines plus tard, en ayant été leader du classement général pendant une journée. Aux championnats du monde sur route à Ponferrada en Espagne, il est sixième du contre-la-montre par équipes avec ses coéquipiers de Movistar. Initialement présélectionné en équipe de Grande-Bretagne pour le contre-la-montre et la course en ligne de ces championnats[12], il est finalement retenu pour le contre-la-montre[13], dont il prend la vingtième place.
Début 2015, il se fracture la clavicule droite alors qu'il s'entraine pour sa tentative de record de l'heure. Cette fracture est traitée chirurgicalement[14]. Initialement prévue le , il décide de reporter sa tentative du record de l'heure[15]. Il bat finalement le record le à Manchester en tenant une distance de 52,937 km. Fait rare dans une course nécessitant une telle endurance, il réalise un "negative split", signifiant qu'il est allé plus vite durant la deuxième partie de course que durant la première[16]. Son record est battu le mois suivant par Bradley Wiggins, qui parcourt 54,526 km[17]. Dowsett est sélectionné pour la course en ligne des championnats du monde de Richmond[18].
Attendu sur le Tour d'Italie 2016, Dowsett renonce à participer à cette épreuve en raison d'une intervention chirurgicale anticipée pour lui ôter le matériel installé sur sa clavicule droite en [19].
Chez Katusha-Alpecin (2018-2019)
Au mois d'août 2017 il fait le choix de quitter la formation espagnole Movistar et s'engage avec l'équipe Katusha-Alpecin pour la saison 2018[20].
Au premier semestre 2018, il termine troisième du championnat de Grande-Bretagne du contre-la-montre. Sélectionné pour représenter son pays aux championnats d'Europe de cyclisme sur route, il se classe cinquième de l'épreuve contre-la-montre[21].
En 2020, il rejoint la formation Israel Start-Up Nation. Au mois d'août, il se classe quatrième du championnat d'Europe du contre-la-montre à Plouay dans le Morbihan[25], mais abandonne lors de la course en ligne[26]. En octobre, il remporte en solitaire la huitième étape du Tour d'Italie, après avoir distancé ses compagnons d'échappée à 20 kilomètres de l'arrivée. Il s'agit du premier succès en World Tour et sur un grand tour pour l'équipe Israel Start-Up Nation. En novembre, il annonce qu'il souhaite s'attaquer à nouveau au record de l'heure le 12 décembre au vélodrome de Manchester, un record qu'il a brièvement détenu en mai 2015[27]. Positif au COVID-19, il doit cependant reporter sa tentative[28].
En août 2022, il annonce qu'il arrête sa carrière professionnelle à la fin de la saison[30]. En fin d'année 2023, il sort son autobiographie : « Bloody Minded: My Life in Cycling », où il raconte en 320 pages sa vie sportive à une époque où le cyclisme britannique était au sommet[31].
Dowsett souffre d'hémophilie[32] et porte un collier, détaillant ses besoins médicaux, lorsqu'il est sur son vélo[33],[34]. En juillet 2013, il explique que cette condition médicale est un facteur clé dans son choix du cyclisme comme sport dans sa jeunesse, car les sports de contact tels que le football et le rugby étaient considérés comme trop risqués.
Il est l'un des rares sportifs de haut niveau atteint de cette maladie[35]. En conséquence, il bénéficie d'une exemption spéciale par rapport à la politique sans aiguilles mise en place par l'Union cycliste internationale en 2011, pour s'injecter le facteur VIII (une protéine de coagulation) toutes les 48 heures[36].
Il a lancé la fondation caritative Little Bleeders pour sensibiliser à l'hémophilie et pour encourager et soutenir les jeunes hémophiles à s'engager dans le sport. Il a également sa propre chaîne YouTube , où il documente sa vie de cycliste professionnel.
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