La A110 nacque nel 1962 come sostituta della A108, la quale comunque rimase in listino per un anno in Francia, mentre fu prodotta su licenza in altri Paesi per più anni ancora.
Rispetto alla A108, la A110 condivide le linee generali della carrozzeria, realizzata in vetroresina. Se ne differenzia esternamente per il disegno del padiglione e della coda, resi più sportivi e più estremi nel design, ma anche per il frontale a doppi fari carenati.
Meccanicamente, invece, la A110 è completamente nuova: nuovo fu il telaio utilizzato per la sua realizzazione, sebbene fosse anch'esso a trave centrale come nel caso dell'antenata, e nuova fu la meccanica adottata, proveniente dall'allora neonata Renault 8 ed inizialmente consistente in un motore a 4 cilindri da 956 cm³ di cilindrata, in grado di erogare 50 CV di potenza massima. Con tale unità motrice, la A110 sfiorava i 160 km/h.
Nel corso della sua storia, però, la A110 adottò svariate motorizzazioni, tutte provenienti dalla produzione Renault di serie, fino ad arrivare ad un propulsore da 1.8 litri, non montato però sulle vetture di serie.
La A110 è stata sicuramente la più famosa tra le Alpine, grazie ai suoi innumerevoli successi sportivi in tutto il mondo.
Appena nata, infatti, la A110 fu immediatamente introdotta sui tracciati di gara e subito cominciò a farsi conoscere riscuotendo numerosi successi. La A110, specie nelle prime versioni, quelle con motorizzazioni minori, fece anche da "scuola" per numerosi aspiranti piloti, alcuni dei quali emersero e divennero assai famosi, come per esempio il brasiliano Emerson Fittipaldi, poi approdato in Formula 1.
Dopo i primi successi, più che altro circoscritti quasi all'ambito nazionale, la A110 subì nel 1964 il primo trapianto di motore, passando all'unità da 1108 cm³ proveniente dalla R8 Major ed in grado di erogare 60 CV di potenza, divenuti in seguito 86 CV.
Nel 1967, la A110 beneficiò del motore da 1255 cm³ ,introdotto nell'anno precedente per la R8 Gordini 1300. Tale motore erogava 95 CV DIN, ma vi furono altri due motori di cilindrata simile (1296 e poi 1289 cm³) in grado di erogare rispettivamente 110 e 72 CV DIN e fu grazie a tali motorizzazioni che la A110 cominciò ad imporsi all'attenzione di tutti, affermandosi di continuo in numerosi rally.
Ma il passo definitivo avvenne nel 1969, quando la A110 ricevette il motore da 1565 cm³ già montato sulla R16 ed elaborato in modo da raggiungere potenze comprese tra gli 83 ed i 148 CV. In questo modo, la A110 raggiunse velocità massime nell'ordine dei 210–215 km/h. Fu con questo propulsore che la vettura ottenne successi di portata storica, primo fra tutti il titolo di Campione del mondo di Rally nel 1973. In seguito, la A110 ricevette due nuovi motori, da 1605 e da 1647 cm³, in grado di sviluppare rispettivamente 127 e 95 CV.