Alexander Gustafsson začal trénovat MMA v roce 2006, a před tím trénoval v boxu, který začal, když mu bylo kolem 10 let. V roce 2003 vyhrál národní šampionát (úroveň mládeže a juniorů), ve věku 16 let. V letech 2008-2009 se rychle vrátil k boxu, vyhrál některé amatérské turnaje ve Švédsku a porazil švédského šampióna v těžké váze v amatérském boji., V národním šampionátu měl závodit i následující rok 2010, za který byl velkým favoritem na vítězství. Jeho nově probuzená boxerská kariéra však skončila, když v září 2009 podepsal smlouvu s UFC.
debutoval v UFC proti Jaredu Hammanovi 14. listopadu 2009 v UFC 105. Gustafsson upustil Hammana přímým pravým úderem a vyhrál boj přes KO v 0:41 v prvním kole. Po silnici skládající se převážně z vítězství Gustafsson získal titul a tváří UFC Světlo Heavyweight Šampión Jon Jones na 21 září 2013 v hlavní událostí UFC 165.,
navzdory tomu, že byl považován za velkého outsidera, který přišel do tohoto boje, Gustafsson vyzval Jonese na rozdíl od jakéhokoli předchozího uchazeče a poprvé v kariéře porazil šampiona. Gustafsson nakonec ztratil poněkud těsné jednomyslné a kontroverzní rozhodnutí. Po boji, než byl poslán do nemocnice, Jones řekl, že Gustafsson mu dal nejtěžší boj v jeho kariéře. Od té doby Gustafsson má tváří v tvář zasloužil bojovníci jako Manuwa, Johnson a Cormier, tak si vydělávat své právoplatné místo v top řadách světle heavyweight divize.