Né le 26 août 1809 à Eichenbarleben dans la Saxe prussienne, il intègre l'armée en 1827 en tant que cadet de la Garde prussienne. Il devient lieutenant en 1842, capitaine en 1849 et commandant en 1853. Après sept années passées au grand état-major il est muté au ministère de la guerre où il est promu peu après colonel et obtient le commandement d'un régiment d'infanterie de la Garde jusqu'à ce qu'il soit nommé général de division en 1864.

C'est avec ce grade et au commandement d'une division de la Garde qu'il effectue la campagne de 1866 contre l'empire aurtrichien. Sa conduite est si remarquable qu'il prend la tête de son corps d'armée remplaçant le général Hiller von Gartringen tombé au champs d'honneur. Promu général de corps d'armée, il conserve ce commandement après la campagne, à l'issue de laquelle , pour récompenser ses brillants états de service, il reçoit l'ordre "Pour le mérite".

En 1870, à la déclaration de la guerre contre la France, von Alvensleben succède au Prince Frederick Charles à la tête du III corps d'armée de la II Armée allemande commandée par le prince. Les batailles de 1870 et 1871 confirment ce qui avait été entrevu en 1866 : Alvensleben est un général de tout premier rang. A Spicheren, le 6 août, sa conduite contribue grandement à la victoire prussienne qui va mener aux grandes batailles du 14, 16 et 18 août autour de Metz.

Le 16 août, Alvensleben croyant n'avoir affaire qu'à l'arrière garde de l'armée française, n'hésite pas un instant à l'attaquer quand il se trouve sur le flanc gauche de celle-ci tout entière. Avec son corps d'armée seul il soutient la lutte pratiquement toute la journée ! En renouvelant sans cesse ses attaques, il fait croire à l'adversaire que les troupes prussiennes se trouvent être bien plus nombreuse qu'elles ne le sont en réalité. Par une détermination sans faille et au prix de très lourdes pertes il refoule les français de Flavigny jusqu'à Rezonville, sur une distance de près de 4 kilomètres. Il tient ainsi à distance l'armée du Rhin tandis que d'autre corps de la I et II Armées allemandes rejoignent petit à petit le champs de bataille. C'est là un des plus brillants faits d'armes de toute la guerre.

Von Alvensleben et le III corps gagnent de nouveaux lauriers à l'occasion des batailles de Beaune-la-Rolande et du Mans (12 janvier 1871).

À la fin de la guerre Alvensleben reçoit les feuilles de chêne de l'ordre "pour le mérite", la Croix de Fer de première classe et une récompense financière. Il devient général d'armée en 1873 et se retire aussitôt après. En 1889 l'empereur Guillaume II ordonne que le 52ème régiment d'infanterie (un des prestigieux régiments de Vionville) porte le nom d'Alvensleben et en 1892, lors de l'anniversaire de la bataille du Mans, le vieux général reçoit l'ordre de l'Aigle Noir.

Il meurt le 28 mars 1892 à Berlin.