Po vystudování střední školy Colegio El Pilar (Madrid) byl přijat na univerzitu stavebního inženýrství (Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos), kterou dokončil v roce 1941. Poté pracoval v různých společnostech zabývajících se vodohospodářstvím. Současně studoval filosofii, obor historie, a v roce 1944 získal doktorát. Jeho dizertační práce se nazývala Objevy a výzkumy na pobřeží Kalifornie.
V roce 1935 vstoupil do Opus Dei, instituce katolické církve, kterou před šesti roky založil svatý Josemaría Escrivá de Balaguer. Formaci a vedení po této nové cestě v církvi dostával přímo od zakladatele Díla. Rozvíjel rozsáhlou evangelizační práci mezi svými kolegy při studiích i v práci a od roku 1939 uskutečnil mnoho apoštolských cest po španělských městech.
25. června 1944 byl vysvěcen na kněze společně s José María Hernández Garnicou a José Luis Múzquizem madridským biskupem Mons. Leopoldo Eijo y Garay. Po zakladateli to byli první tři kněží Opus Dei.
V roce 1946 se přestěhoval do Říma, o několik málo měsíců dříve, než se zde usadil svatý Josemaría, se kterým takto mnoho dalších let společně žil. Jedná se o důležité období Opus Dei, které tehdy získalo od Svatého stolce první juristická schválení. Pro Mons. del Portillo se začíná rozhodující období, ve kterém kromě jiného realizuje díky svým intelektuálním aktivitám po boku svatého Josemaríi a svou prací u Svatého stolce hlubokou reflexi o úloze a odpovědnosti laických věřících v poslání církve prostřednictvím profesionální práce a společenských a rodinných vztahů. Za několik let tyto myšlenky konkretizoval takto: „V nemocnici není církev přítomná pouze osobou kaplana: také působí skrze věřící, kteří jako lékaři nebo zdravotní sestry se snaží dobře profesionálně sloužit a lidsky pečovat o nemocné pacienty. Ve městě bude kostel vždy nepostradatelným místem: ale jediným způsobem jak se sejít s těmi, kteří ho nenavštěvují, budou druhé rodiny.“
Mezi lety 1947 a 1950 podporoval apoštolskou expanzi Opus Dei v Římě, Milánu, Neapoli, Palermu a v dalších italských městech. Organizoval křesťanskou formaci a staral se jako kněz o mnoho lidí. Jeho práce zanechala v Itálii nesmazatelnou stopu: v této zemi mu bylo zasvěceno nepřeberně ulic a náměstí.
29. června 1948 založil zakladatel Opus Dei v Římě Papežskou univerzitu Santa Croce, mezinárodní formační centrum, jehož byl Álvaro del Portillo prvním rektorem. Učil zde v letech 1948 - 1953 morální teologii. V roce 1948 získal také doktorát v kanonickém právu na Papežské univerzitě svatého Tomáše.
V době jeho pobytu v Římě ho několik papežů (od Pia XII. až po Jana Pavla II.) pověřilo různými úkoly jako člena nebo poradce ve 13 úřadech Svatého stolce.
Aktivně se účastnil Druhého vatikánského koncilu. Jan XXIII. ho jmenoval poradcem Kongregace pro klérus (1959-66, současný název). V období před II. vatikánským koncilem byl předsedou Komise pro laiky. Už během koncilu (1962-65) byl tajemníkem Komise pro kázeň duchovenstva a křesťanského lidu. Když tato význačná církevní událost skončila, jmenoval ho Pavel VI. poradcem Pokoncilní komise pro biskupy a správu diecéze (1966). Byl také po mnoho let poradcem Kongregace pro nauku víry.
Život Álvara del Portilla je úzce spojen se životem zakladatele. Vždy stál po jeho boku, až do samého okamžiku jeho smrti 26. června 1975. Spolupracoval se svatým Josemaríou na různých evangelizačních a pastoračních úkolech. Cestoval s ním do mnoha zemí, připravoval a organizoval různé apoštolské práce Opus Dei. Otec John O'Connor, irský augustinián, napsal před svou smrtí: „Když jsem ho viděl, příjemného a diskrétního vedle dynamické postavy Mons. Escrivá, přišla mi na mysl skromnost svatého Josefa“.
15. září 1975 byl don Álvaro del Portillo zvolen na generálním kongresu, který byl svolán po úmrtí zakladatele, do čela Opus Dei. 28. listopadu 1982, když blahoslavený Jan Pavel II. povýšil Opus Dei na osobní prelaturu, byl jmenován prelátem této nové prelatury. Po osmi letech, 7. prosince 1990, ho jmenoval biskupem a 6. ledna 1991 ho vysvětil na biskupa v bazilice svatého Petra.
V době působnosti v čele Opus Dei podporoval Mons. Álvaro del Portillo novou práci prelatury ve 20 zemích. Na svých pastoračních cestách, které ho přivedly do pěti kontinentů, mluvil s tisíci osobami o lásce k církvi a papeži. Se sympatickou přesvědčivostí kázal o křesťanském poselství svatého Josemaríi o svatosti obyčejného života.
Jako prelát Opus Dei inicioval Mons. Álvaro del Portillo mnoho sociálních a vzdělávacích iniciativ. Příkladem mohou být Lékařské centrum Monkole (Kinshasa, Kongo), Centrum pro průmyslové technologie a podnikání (CITE, Cebu, Filipíny) a Nigerijská fundace (Enugu, Nigérie), k jejichž založení přispěli věřící Opus Dei a další na přímý popud monsignora del Portilla.
Také další instituce formovaly a formují tisíce kandidátů kněžství, které do nich poslali ze svých diecézí biskupové z celého světa. Jsou to Papežská univerzita Svatého Kříže (od r. 1985), mezinárodní seminář v Římě Sedes Sapientiae (od r. 1990) a Mezinárodní církevní institut Bidasoa v Pamploně (Španělsko). Svědčí o zájmu monsignora del Portilla o postavení kněze v současném světě. Tomuto tématu věnoval značnou část svého času, jak bylo i patrné během II. vatikánského koncilu. „Kněžství není nějaká kariéra“, napsal v roce 1986, „ale velkorysé a úplné odevzdání se, bezvýhradné a neomezené, při kterém kněz zasévá do světa pokoj a radost a otevírá brány Božího království těm, kdo z této služby mají užitek.“
Mons. Álvaro del Portillo je autorem teologických, kanonických a pastoračních publikací: Věřící a laici v církvi (1969), Zápisky o kněžství (1970), a také mnoha různých textů, které byly po jeho smrti sebrány do svazku Rendere amabile la Verità. Raccolta di scritti di Mons. Álvaro del Portillo, publikované v roce 1995 Vatikánským nakladatelstvím LEV (Libreria Editrice Vaticana). V roce 1992 byl vydán svazek Rozhovor o zakladateli Opus Dei, který vznikl na základě jeho rozhovorů s italským novinářem Cesare Cavalleri o postavě svatého Josemaríi Escrivá a byl přeložen do několika jazyků (vyšlo i ve slovenštině).
Po jeho smrti v roce 1994 o něm podávali písemné svědectví tisíce lidí: o jeho dobrotě, hřejivém úsměvu, pokoře, nadpřirozené odvaze a vnitřním pokoji, který z něho vycházel.