Alain Gagnol étudie à l'école Émile-Cohl à Lyon, pour commencer l'animation en 1988 au studio Folimage à Bourg-lès-Valence. Depuis, il a co-réalisé avec Jean-Loup Felicioli plusieurs courts-métrages et deux longs-métrages, dont Une vie de chat, sorti en France le 15 décembre 2010 et nommé à la 36e cérémonie des César en 2011 et à la 84e cérémonie des Oscars en 2012.

Il est aussi romancier et a publié des romans à l'ambiance plutôt noire.