"Zo" (como era conocido), estudió en el instituto de Indian River, en Virginia. En su año junior, guió al equipo a un récord de 51 victorias consecutivas, haciéndose con el título del estado. Como senior, promedió 25 puntos, 15 rebotes y 12 tapones por partido, siendo elegido jugador del año.
Con posterioridad, jugó durante cuatro temporadas en la Universidad de Georgetown, durante las cuales promedió 16,7 puntos, 8,6 rebotes y 3,6 tapones por partido. Lideró la lista de los mejores taponadores en su segundo año, y en el último fue elegido All American.
Como amateur, defendió los colores de la selección de EEUU en el Mundial de Argentina de 1990, obteniendo el bronce, y en los Juegos de la Buena Voluntad de Seattle, el mismo año, obteniendo la plata.
Fue elegido con el número 2 del Draft de la NBA de 1992 por los Charlotte Hornets, siendo uno de los componentes del mejor quinteto de rookies de ese año, con unos promedios de 21 puntos, 10,3 rebotes y 3,5 tapones, que no le bastaron para ser el Rookie del año, premio que recayó en Shaquille O'Neal, nº1 del mismo draft. En los playoffs de ese mismo año, promedió en los 9 partidos que disputó, 23,8 puntos, 9.9 rebotes y 3.4 tapones.
En la temporada 1994-95 , Mourning y su compañero Larry Johnson llevaron a los Hornets a una temporada de 50 victorias. Mourning ocupó el primer lugar en el equipo en anotación (21,3 ppp), rebotes (9.9 rpp), tiros bloqueados (2,92 por partido), y porcentaje de tiros de campo (51,9%), y jugó en el NBA All-Star Game de 1995 en el que anotó 10 Puntos y agarró 8 rebotes. Los Hornets perdieron en 4 juegos contra los Bulls de Chicago en la primera ronda de los playoffs, a pesar de que Mourning promedió 22 puntos, 13.3 rebotes y 3.3 tapones en la serie.
A comienzos de 1995, después de rechazar una oferta de extensión de contrato, los Hornets lo traspasaron a Miami. Mourning se convirtió en la pieza central de la Pat Riley (coach de los Heat), y en su primera temporada con el equipo promedió 23.2 puntos, 10.4 rebotes y 2.7 tapones por partido.
Al año siguiente, los Heat lograron un récord de franquicia con 61 victorias, segundo en la Conferencia Este tras los Chicago Bulls, y Mourning promedió 19,8 puntos, 9,9 rebotes y 2,9 tapones. En los playoffs, Miami derrotó a los Magic de Orlando en cinco partidos, y avanzó a las semifinales de conferencia ante los Knicks de Nueva York, donde la rivalidad entre los dos conjuntos se intensificó. Los Knicks tomaron una ventaja de 3-1 en la serie, pero a raíz de una pelea entre él y Charles Oakley, en el Juego 5, en el que múltiples suspensiones fueron dictadas, los Heat acabaron ganando la serie 4-3, avanzando a las Finales de la Conferencia Este, para enfrentarse a Chicago. Los intratables Bulls de la época no les dieron opción y finiquitron la eliminatoria por 4-1.
La siguiente temporada, Mourning registró promedios similares, pero sólo jugó en 58 partidos, y Miami fue eliminado en la primera ronda por los Knicks, una serie en la que se suspendió a Mourning para el 5º y decisivo partido, debido a una pelea en la cancha con su ex compañero de equipo Larry Johnson. La imagen del entrenador de los Knicks, Jeff Van Gundy, colgándose de la pierna de Mourning en un intento de detenerlo ha pasado a la historia.
En la mini temporada de 1999, Mourning promedió 20,1 puntos, 11 rebotes y 3.9 tapones por partido. Miami ganó otro título de la División Atlántico y Mourning ganó el premio de Jugador Defensivo de la NBA, fue nombrado All-NBA First Team y terminó segundo, detrás de Karl Malone, en la votación al premio al Jugador Más Valioso de la NBA. A pesar de ser cabeza de serie, los Heat perdieron contra el octavo clasificado, New York Knicks, en primera ronda de playoffs.
La temporada siguiente, Mourning promedió 21.7 puntos por partido, 9.5 rebotes y 3.7 bloqueos por partido, y ganó su segundo Premio de Jugador Defensivo del Año consecutivo. Miami barrió a los Pistons de Detroit en la primera ronda de los playoffs. Los Heat se enfrentaron a Nueva York en la siguiente ronda, el cuarto año consecutivo en que los dos equipos se enfrentaron en la postemporada, y tomó una ventaja de 3-2 la serie, pero Nueva York ganó la serie en siete juegos.
Ese verano, Mourning ganó una medalla de oro con Estados Unidos en los Juegos Olímpicos de Sydney.
Antes del inicio de la temporada 2000-01, Mourning fue diagnosticado con glomeruloesclerosis focal y segmentaria, una enfermedad renal, que le obligó a perderse los primeros cinco meses de competición.
Al año siguiente, Mourning jugó en 75 partidos a pesar de su enfermedad renal, y fue seleccionado para jugar el NBA All-Star Game, en el que anotó 13 puntos. Promedió 15,7 puntos, 8,4 rebotes y 2,5 bloques por partido.
Un empeoramiento de su estado de salud, hizo que Mourning no jugase durante toda la temporada 2002-03, y su contrato no fue renovado por los Heat.
En 2003 firma un contrato de cuatro años con los New Jersey Nets. Pero en noviembre de ese mismo año, Mourning se retiró de la NBA debido a complicaciones de su enfermedad renal. El 19 de diciembre de ese año se sometió a un trasplante de riñón.
Regresó en la temporada 2004-05, pero no tuvo un papel significativo en el equipo y en diciembre es traspasado a Toronto Raptors. Negándose a jugar en Canadá, compra su libertad y regresa a Miami.
En Miami, debido a sus limitaciones físicas, su labor es la de reserva de Shaquille O'Neal, aunque a veces coincidan en pista. A pesar de jugar sólo 20 minutos por partido, Mourning promedia ese año 2,66 tapones por noche. En playoffs, Mourning tiene partidos sobresalientes, como los 21 puntos y 9 rebotes en sólo 16 minutos en pista ante los Nets, o los 14 puntos, 13 rebotes y 4 tapones ante los Wizards. En la final de la Conferencia Este, a pesar de los 3 tapones de promedio de Mourning, los Heat caen derrotados ante los Detroit Pistons.
Para la temporada 2005-2006, Mourning sigue siendo el estilete defensivo del equipo, y a pesar de su condición de reserva, vuelve a promediar 2,7 tapones por encuentro. En playoffs, Miami se deshace de Chicago y New Jersey antes de enfrentarse nuevamente a los Pistons en las finales de Conferencia, pero esta vez la victoria cae del lado de los Heat por 4-2. Miami avanza así a las Finales de la NBA por primera vez en su historia. Después de empezar perdiendo ante los Mavericks por 2-0, Miami ganó sus tres partidos en casa dirigidos por el espectacular juego de Dwyane Wade, y en el juego 6, en Dallas, Mourning salió del banco para anotar 8 puntos, con 6 rebotes y 5 tapones, para ayudar Miami a ganar su primer campeonato de la NBA.
Alonzo Mourning jugó dos temporadas más con los Heat, pero una lesión de rodilla precipitó su retirada al término de la temporada 2007-08.
Dejó la competición con unos promedios de 17,1 puntos, 8,5 rebotes y 2,8 tapones en 838 partidos. Pero hay que destacar que sus promedios, antes de que se le detectase su problema de riñón, eran de 21 puntos, 10,1 rebotes y 3,1 tapones por partido. Fue campeón de la NBA en 2006, miembro del ALL-NBA First Team en 1999, ALL-NBA Second Team en 2000, Jugador Defensivo del Año en 1999 y 2000, miembro del primer equipo defensivo (1999, 2000), siete veces All Star (1994,95,96,97,00,01,02), líder en tapones en 1999 y 2000, equipo ideal de Rookies en 1993, medalla de bronce con la selección en el Mundial de 1990, medalla de oro en el Mundial de 1994 y medalla de oro en los JJOO de Sidney 2000.