Alojzy urodził się 9 marca 1568 r. koło Mantui jako najstarszy z ośmiu synów margrabiego Ferdynanda di Castiglione. Ojciec pokładał w nim duże nadzieje. Chłopiec urodził się jednak bardzo wątły, a matce groziła przy porodzie śmierć. Rodzice uczynili więc ślub odbycia pielgrzymki do Loreto, jeśli matka i syn wyzdrowieją. Tak się też stało. Ojciec marzył o ostrogach rycerskich dla syna. W tym właśnie czasie flota chrześcijańska odniosła świetne zwycięstwo nad Turkami pod Lepanto (1571). Ojciec Alojzego brał udział w wyprawie. Dumny ze zwycięstwa ubrał swojego trzyletniego syna w strój rycerza i paradował z nim w fortecy nad rzeką Padem ku radości żołnierzy. Kiedy ojciec podążył na wyprawę wojenną do Tunisu (1573), pięcioletni Alojzy wrócił pod opiekę matki.
Kiedy Alojzy miał 7 lat, przeżył swoje "nawrócenie", jak sam twierdził. Poczuł nicość ponęt tego świata i wielką tęsknotę za Panem Bogiem. Odtąd duch modlitwy, otrzymany od matki, wzrósł w nim jeszcze silniej. Codziennie z budującą pobożnością odmawiał na klęczkach oprócz normalnych pacierzy rannych i wieczornych siedem psalmów pokutnych i oficjum do Matki Bożej. Ojciec był z tego niezadowolony. Po swoim powrocie z wyprawy wziął syna do Florencji na dwór wielkiego księcia Franciszka Medici, by tam nabrał manier dworskich. Alojzy jednak najlepiej czuł się w słynnym sanktuarium, obsługiwanym we Florencji przez serwitów, w kościele Annuntiata. Tu też przed ołtarzem Bożej Matki złożył ślub dozgonnej czystości. Jak głoszą jego żywoty, w nagrodę miał otrzymać przywilej, że nie odczuwał pokus przeciw anielskiej cnocie czystości.
W 1579 r. ojciec Alojzego został mianowany gubernatorem Monferrato w Piemoncie. Przenosząc się na tamtejszy zamek, zabrał ze sobą Alojzego. W następnym roku, z polecenia papieża Grzegorza XIII, wizytację kanoniczną diecezji Brescia odbywał św. Karol Boromeusz. Z tej okazji udzielił Alojzemu pierwszej Komunii świętej. Jesienią tegoż roku (Alojzy miał wówczas 12 lat) rodzice chłopca przenieśli się do Madrytu, gdzie na dworze królewskim spędzili wraz z Alojzym dwa lata. Alojzy nadal pogłębiał życie wewnętrzne przez odpowiednią lekturę. Rozczytywał się w dziełach św. Piotra Kanizego i w Ćwiczeniach duchowych św. Ignacego z Loyoli. Modlitwę swoją przedłużał do pięciu godzin dziennie. Równocześnie kontynuował studia.

Wreszcie zdecydował się na wstąpienie do zakonu jezuitów. Kiedy wyjawił swoje postanowienie ojcu, ten wpadł w gniew, ale stanowczy Alojzy nie ustąpił. Na korzyść swego brata, Rudolfa, zrzekł się prawa do dziedzictwa i udał się do Rzymu. W drodze zatrzymał się kilka dni w Loreto. 25 listopada 1585 roku wstąpił do nowicjatu jezuitów w Rzymie. Jak sam wyznał, praktyki pokutne, które zastał w zakonie, były znacznie lżejsze od tych, jakie sam sobie nakładał. Cieszył się jednak bardzo, że miał okazję do ćwiczenia się w wielu innych cnotach, do jakich zakon dawał mu okazję.
Jesienią 1585 r. Alojzy uczestniczył w publicznej dyspucie filozoficznej w słynnym Kolegium Rzymskim, gdzie olśnił wszystkich subtelnością i siłą argumentacji. Zaraz potem otrzymał święcenia niższe i został skierowany przez przełożonych na studia teologiczne. Był na trzecim roku studiów, kiedy we wrześniu 1589 roku przybył do Kolegium Rzymskiego św. Robert Bellarmin; wezwał on Alojzego, by powrócił do Castiglione i pojednał swojego brata Rudolfa z ojcem, który chciał wydziedziczyć syna tylko za to, że ten odważył się wejść w związek małżeński z osobą niższego stanu. Po załagodzeniu sporu Alojzy wrócił do Rzymu na czwarty rok studiów teologicznych, który miał zakończyć święceniami kapłańskimi (1590).
Wyroki Boże były jednak inne. W latach 1590-1591 Rzym nawiedziła epidemia dżumy. Alojzy prosił przełożonych, by zezwolili mu posługiwać zarażonym. Wraz z innymi klerykami udał się na ochotnika do szpitala św. Sykstusa oraz do szpitala Matki Bożej Pocieszenia. Wyczerpany studiami i umartwieniami organizm kleryka uległ zarazie. Alojzy zmarł jako kleryk, bez święceń kapłańskich, 21 czerwca 1591 r. w wieku zaledwie 23 lat.
Sława świętego Alojzego była tak wielka, że już w roku 1605 papież Paweł V ogłosił go błogosławionym. Kanonizacja odbyła się jednak dopiero w roku 1726. Dokonał jej papież Benedykt XIII jednocześnie z kanonizacją św. Stanisława Kostki. Ten sam papież ogłosił w 1729 św. Alojzego patronem młodzieży, szczególnie młodzieży studiującej. W 1926 roku papież Pius XI ogłosił św. Alojzego patronem młodzieży katolickiej. Jego relikwie spoczywają w kościele św. Ignacego w Rzymie.
Szczególnym nabożeństwem do świętych Stanisława Kostki i Alojzego Gonzagi wyróżniał się św. Robert Bellarmin. Miał on ich wizerunki w swoim pokoju. Niemniej serdecznym nabożeństwem do św. Alojzego wyróżniał się św. Jan Bosko. Ku jego czci obchodził nabożeństwo 6 niedziel, przygotowujących do dnia św. Alojzego, który obchodził bardzo uroczyście. Swoje drugie z kolei oratorium, w Turynie, nazwał właśnie jego imieniem.

W ikonografii św. Alojzy przedstawiany jest w sutannie jezuickiej, w białej komży z szerokimi rękawami. Jego atrybutami są: czaszka, Dziecię Jezus w ramionach, mitra książęca u stóp, krzyż, lilia, czaszka.