Alois C. Knoll erhielt sein Diplom in Elektro/Kommunikationstechnik 1985 und seinen Ph.D. 1988. 1993 wurde er ordentlicher Professor an der Universität Bielefeld, wo er bis 2001 die Leitung der Arbeitsgruppe Informatik (Lehrstuhl) innehatte.

Seit 2001 ist er Professor am Fachbereich Informatik der Technischen Universität München, der im Oktober 2022 zur TUM School of Computation, Information and Technology (CIT) wurde.

2009 war er Mitbegründer von fortiss, dem Bayerischen Landesforschungsinstitut für softwareintensive Systeme. Von 2011 bis 2021 war er Program Principal Investigator bei TUMCREATE in Singapur. Von 2017 bis 2021 war er auch Gastprofessor an der School of Computer Science and Engineering an der Nanyang Technological University in Singapur.

Von 2007 bis 2009 war er Mitglied des höchsten IT-Beratungsgremiums der EU, der Information Society Technologies Advisory Group (ISTAG), und war an der Gestaltung von EU-Vorzeigeprojekten beteiligt. Von 2013 bis 2023 leitete er das Teilprojekt Neurorobotik des Human Brain Flagship.

Von 2019 bis 2020 war er zudem Chief Digital Officer von Siemens Mobility Intelligent Traffic Systems ITS, heute Yunex GmbH.