Alessandro Tonucci begann 2005 auf Minibikes und war gleich von Anfang an schnell: Aus 60 Piloten im „Junior GP - Racing Dream“ Projekt von Aprilia, der FMI und Motorsprint, stach Tonucci hervor. Mit seinen Leistungen qualifizierte er sich für den Einstieg in die italienische 125ccm-Meisterschaft, wo er 2009 Vizemeister wurde. Außerdem durfte er 2009 und 2010 an einigen WM-Läufen teilnehmen, ehe er 2011 permanent in die Weltmeisterschaft aufstieg. 2012 blieb Tonucci im Team Italia FMI - an der Seite von Romano Fenati - tat sich allerdings schwer. Erst beim Rennen in Motegi gegen Ende der Saison schaffte er es auf das Podest. 2013 wechselte er zur Caretta Technology Mannschaft, wo er wieder auf Probleme stieß. 2014 fährt Tonucci für das CIP Moto3™-Team eine Mahindra. Er fuhr 2015 die gleiche Maschine im umbenannten Outox Reset Drink Team, konnte aber nicht ein Mal punkten. 2016 wechselt Tonucci ins Tasca Racing Scuderia Team auf einer Kalex in die Moto2™ Weltmeisterschaft.