Il nucleo originario delle catacombe è riconoscibile in un ipogeo con scale che da accesso ad alcune gallerie con cubicoli. Le origini dell’ipogeo, inglobato nel II’ piano della catacomba, sono attribuite alla metà del III sec. d.C. circa. Forse in occasione delle persecuzioni di Decio (250) o di Valeriano (257), il martire Alessandro fu deposto in un loculo sulla parete di un cubicolo. Dall’inizio del IV sec. d.C. alla catacomba venne aggiunto un piano inferiore. Nella seconda metà del secolo si verificò una forte espansione del cimitero, con funzioni di retro sanctos attorno alla tomba di Alessandro. Sorsero così altri due piccoli nuclei di tombe ad un livello intermedio tra i due già esistenti e furono creati nuovi cubicoli. Il Papa Damaso (366-384), decorò il cubicolo di Alessandro, forse rivestendo le pareti con lastre marmoree e con un’iscrizione commemorativa. Sono, forse, da attribuire a questi lavori i resti di colonnine e di mosaici pavimentali rinvenuti nell’ambiente. All’intervento di Damaso si fa risalire anche la costruzione di una nuova scala d’accesso per i fedeli. In seguito ai danni subiti durante l’assedio gotico di Roma (537-538), l’area cimiteriale fu venne restaurata da Papa Simmaco (498-514) e, successivamente, da Papa Vigilio (537-555).