Alfredo Mayo abandonou os estudos de Medicina para ingressar, aos 18 anos, na companhia teatral de Ernesto Vilches. Após o fim da Guerra Civil Espanhola, onde chegou a ser tenente de Aviação, iniciou sua carreira profissional como um dos galãs favoritos dos diretores do regime franquista. Ganhou grande fama no pós-guerra ao interpretar o protótipo de galã militar e heroico do franquismo. Estreou em 1935, mas sua consagração veio em 1941 com o filme Raza, de José Luis Sáenz de Heredia. Depois, participou de A mí la legión (1942), de Juan de Orduña, com quem também trabalhou em La leona de Castilla (1951), ao lado de Amparo Rivelles. Entre outros filmes, destacam-se La caza (1965), de Carlos Saura, Peppermint Frappé (1967), também de Saura, e Los desafíos (1969), dirigido por Víctor Erice. Alfredo Mayo participou de mais de 250 filmes ao longo de sua carreira.
| Ano | Nota | Título | Personagem |
|---|---|---|---|
| 1979 | El tahúr | - | |
| 1974 | La campana del infierno | Don Pedro | |
| 1972 | Catástrofe nas Selvas | Judge Miller | |
| 1972 | Mio caro assassino | Beniamino | |
| 1966 | La caza | Paco | |
| 1963 | 55 Dias em Pequim | Spanish Minister |