Álvaro del Portillo nació el 11 de marzo de 1914 en Madrid, en una familia cristiana de clase media-alta. Fue el tercero de ocho hermanos. Su padre, abogado, trabajaba en una agencia de seguros. Estudió en el Colegio Nuestra Señora del Pilar, en Madrid. En 1934 acabó los cursos de Ayudante de Obras Públicas, prosiguiendo la carrera de Ingeniería de Caminos. Desde enero de 1935 trabajó como Ayudante de Obras Públicas en organismos oficiales.
El 7 de julio de 1935 solicitó su admisión en el Opus Dei. Acabado el paréntesis de la guerra civil española, Josemaría Escrivá le nombró secretario general del Opus Dei el 10 de octubre de 1939, convirtiéndose en su colaborador más estrecho. A principios de los años cuarenta realizó muchos viajes de fin de semana a varias ciudades españolas para extender el Opus Dei entre gente joven. Antes de su ordenación sacerdotal, el 25 de junio de 1944, hizo los estudios de Teología y el doctorado en Filosofía y Letras (sección de Historia), sobre los "Descubrimientos y exploraciones en las cosas de California", que publicó en 1947.
Por esos esos años, realizó algunos viajes a Roma por encargo del fundador del Opus Dei. Se trasladó a esa ciudad de modo estable en 1946. En Roma, algo después, se doctoró en Derecho Canónico con una tesis titulada "Un nuevo estado jurídico de perfección. Los institutos seculares". Fue consiliario del Opus Dei en Italia (1948-1951) y rector del Colegio Romano de la Santa Cruz (1948-1954). Durante estos años se encargó de conseguir la financiación para costear las obras de Villa Tevere. También impulsó las actividades del Opus Dei en Roma y otras ciudades italianas, además de acompañar al fundador en sus viajes por varios países europeos.
Durante el Concilio Vaticano II participó como perito en los trabajos de varias comisiones antepreparatorias y preparatorias, y actuó como secretario de la Comisión conciliar De disciplina cleri et populi christiani. En 1964 fue nombrado Consultor de la Comisión encargada de la reforma del Código de Derecho Canónico, y en 1966 de la Congregación para la Doctrina de la Fe. Entre 1972 y 1975 acompañó a san Josemaría en varios viajes por España y Portugal y por tierras americanas.
Tras la muerte del fundador, fue elegido presidente general del Opus Dei en 1975. Llevó a término el camino jurídico del Opus Dei como Prelatura Personal en 1982. Una de las tareas que impulsó fue el proceso de canonización del fundador. Publicó dos libros de recuerdos sobre la figura de san Josemaría. Siguió dirigiendo la difusión del Opus Dei a nuevos países y realizó viajes pastorales por toda Europa y varios países de América, Asia y África, donde había centros del Opus Dei.
Sucedió a Josemaría Escrivá como gran canciller de la Universidad de Navarra y de la Universidad de Piura. Entre 1975 y 1994 promovió la creación de otras universidades, como la Universidad Panamericana (México, 1978), la Universidad de la Sabana (Colombia, 1979), la Pontificia Università della Santa Croce (Roma, 1984), la Universidad de Los Andes (Chile, 1989) y la Universidad Austral (Argentina, 1991).
Intervino como padre sinodal en el Sínodo extraordinario de 1985. En 1991 recibió la ordenación episcopal. Falleció en Roma, el 23 de marzo de 1994. El Papa Juan Pablo II rezó ante sus restos mortales el día de su fallecimiento. En junio de 2012, la Congregación de las Causas de los Santos le confirió el título de "Venerable". En septiembre de 2014 fue beatificado en Madrid.
