Alexandra Klineman inizia a giocare a pallavolo nella squadra del suo liceo, il Mira Costa High School, con cui vince tre campionati dello Stato della California. Durante questo periodo fa parte delle nazionali giovanili americane, con cui vince la medaglia d'oro al campionato nordamericano Under-18 2004 e la medaglia d'oro al campionato nordamericano Under-20 2006. Nel 2007 inizia la carriera universitaria con la Stanford University, con cui disputa due finali della NCAA Division I, nelle edizioni 2007 e 2008. Nel 2008 debutta in nazionale maggiore, disputando la Coppa panamericana ed un torneo amichevole in Cina.