Alfonso Gómez-Rejón est né à Mexico dans une famille d'ascendance espagnole. Son père, José MarÃa Gómez de la Madrid, était un notable politique mexicain. Enfant, Alfonso a étudié à l'Institut Sacré-CÅ“ur et à l'université du Mexique, où il obtint un doctorat en droit civil en 1897.
En 1896, Gómez-Rejón commença sa carrière cinématographique comme assistant de Carlos Vázquez, le premier réalisateur professionnel du Mexique. Il travailla ensuite pour les studios cinématographiques de Raúl Ortega y Montes et pour la compagnie cinématographique de Adolfo Fernández MacÃas.
En 1915, Gómez-Rejón créa sa propre société de production cinématographique, la Casa Gómez-Rejón. Il produisit et réalisa une série de films populaires au Mexique, dont "El Santo de los Milagros" ("Le Saint des Miracles") en 1924 et "La hija del mendigo" ("La fille du mendiant") en 1925.
En 1927, Gómez-Rejón déménagea aux États-Unis pour travailler à Hollywood. Il signa un contrat avec la Metro-Goldwyn-Mayer et réalisa son premier film américain, "The Last of the Mobiles" ("Le Dernier des Indiens") en 1928. Il travaille ensuite sur une série de films au cours des années 1930, dont "The Famous Ferguson Case" ("Le Cas Ferguson célèbre") en 1936 et "Bordertown" ("La ville frontière") en 1935.
Gómez-Rejón est connu pour son style cinématographique expérimental, qui utilisait des techniques comme le montage lent, la superposition de planches, et la manipulation du développement du film. Il a également été pionnier de l'utilisation de la caméra à écran mobile dans les films américains.
En 1942, Alfonso Gómez-Rejón décède à Los Angeles à l'âge de 67 ans. Son travail est resté populaire en Amérique latine et il est considéré comme un pionnier de l'industrie du cinéma au Mexique et aux États-Unis.