Nejprve se příjmením jmenoval Matzelsberger po matce, ale po svatbě svých rodičů roku 1883 ho otec uznal za vlastního a dal mu své jméno Hitler. V témže roce Aloisova matka zemřela na tuberkulózu a Alois a jeho mladší sestra Angela z prvního otcova manželství (1883 – 1949) pak vyrůstali u otce a jeho třetí ženy Kláry.
Alois opustil rodný dům před otcovou smrtí. S mladším nevlastním bratrem Adolfem neměl příliš dobré vztahy a později tvrdil, že nevlastní matka Klára upřednostňovala malého Adolfa, a že ho otec mnohdy trestal i za Adolfovy prohřešky. Alois měl technický talent, a proto otec zpočátku uvažoval o tom, že ho pošle na vysokou školu, aby se stal inženýrem. Nakonec si to ale rozmyslel, možná i zásluhou své ženy Kláry, a místo nákladného studia poslal syna do učení.
Roku 1900 byl Alois zatčen pro krádež a odsouzen k pěti měsícům vězení. Roku 1902 musel do vězení na dalších osm měsíců. Nakonec po odpykání trestu emigroval roku 1905 do Londýna, kde se oženil s irskou dívkou Bridget Dowlingovou. Roku 1911 se jim narodil syn William Patrick Hitler. Nebylo to šťastné manželství, Alois často pil a v opilosti bil svou ženu a pravděpodobně i syna. Roku 1915 rodinu opustil a vrátil se zpět do vlasti. Po válce potom nechal poslat Bridget zprávu, že zemřel.
Když se takto „zbavil“ svého prvního manželství, oženil se v Německu s Hedwigou Frieda Amalie „Hete“ Mickley Heidemannovou (1889 – 1966), s níž měl dalšího syna, Heinricha Hitlera. S první manželkou se ale nerozvedl a roku 1924 byl obžalován z bigamie. Protože se Bridget k obžalobě nepřipojila, byl mu rozsudek šesti měsíců vězení podmíněně zrušen.
Druhé manželce Hedvize a jejímu blíže nespecifikovanému podniku se v Německu až do Velké hospodářské krize velmi dobře dařilo. V období krize se Alois živil v Německu různými příležitostnými. Roku 1934 si otevřel v Berlíně restauraci „Alois“, která se stala oblíbeným místem pro setkávání příslušníků SA. S bratrem Adolfem však v kontaktu nebyl a ani Adolf Hitler ho ve své knize „Mein Kampf“ nezmiňuje. A jen málokdo i tehdy věděl, že Adolf má nevlastního bratra.
Z Aloisova syna Heinricha, narozeného 14. března 1920, se, na rozdíl od jeho nevlastního bratra Williama Patricka, stal zapálený nacista. Navštěvoval elitní vojenskou akademii s cílem stát se důstojníkem. V roce 1941 vstoupil do Wehrmachtu jako radiospojař a zúčastnil se invaze do Sovětského svazu (Operace Barbarossa). 10. ledna 1942 byl sovětskými jednotkami zajat a poslán do moskevského zajateckého tábora Butyrka, kde po několika měsících výslechů a mučení zemřel ve věku 21 let.
Po válce žil Alois Hitler pod pozměněným příjmením Hiller s manželkou v Hamburku, kde také 20. května 1956 zemřel.
Aloisova první manželka Bridget v roce 1939 doprovázela svého syna Williama Patricka na cestě do Spojených států, kam byl pozván, aby přednášel o svém slavném strýci Adolfu Hitlerovi, a oba tam potom zůstali. Po válce se Bridget Dowlingová a její syn usadili na Long Islandu a nechali si změnit příjmení na Stuart-Houston. Bridget zemřela 18. listopadu 1969 a byla pohřbena na hřbitově Svatého hrobu v Coramu na Long Islandu. Tam byl také pohřben její syn, který zemřel 14. července 1987.
