Alona Tal begann ihre Karriere als Sängerin in Israel und nahm sogar ein Duett mit dem bekannten Künstler Wyclef Jean auf. Sie ist außerdem bekannt dafür, in der Kultserie Veronica Mars die Rolle der Meg Manning gespielt zu haben.
Alona Tal wuchs in Israel auf und begann nachdem sie bei der Armee gedient hatte, ihre Schauspiellaufbahn. Erste Rollen übernahm sie in Werbespots und einem Kindermusical.
Nach ihrem ersten Film „Lihiyot Kochav“ (2003) erhiielt Alona Tal zwei Rollen in verschiedenen israelischen Fernsehserien. In der Seifenoper „Tzimerim“ spielte sie 2003 mit, im gleichen Jahr begann sie ihre Hauptrolle in der Musik-Sitcom „HaPijamot“, die sie bis 2006 inne hatte.
2004 erhielt die Darstellerin ihre erste Rolle in den USA war bis 2005 als eine der wenigen Freundinnen von Veronica Mars, Meg Manning, zu sehen. Von nun an war sie häufig auf dem US-Bildschirm präsent und besuchte unter anderem Serien wie Cold Case und 7th Heaven (2006).
Bekannt machte sie jedoch die wiederkehrende Rolle der Jo Harvelle in Supernatural (2006-07, 2009, 2011).
Neben gelegentlichen Auftritten in israelischen Produktionen war Tal unter anderem in The Mentalist, Party Down (2009), Lie to Me (2010), Pretty Little Liars und The Killing (2011) zu Gast.
2013 konnte sie eine Hauptrolle in der The CW-Serie Cult an Land ziehen, diese wurde jedoch nach wenigen Episoden abgesetzt. Nach einer wiederkehrenden Rolle in Burn Notice 2013 wurde Alona Tal 2014 für die Amazon-Produktion Hand of God verpflichtet. Dort spielt sie eine Hauptrolle neben Ron Perlman.
Ihr Engagement in der Serie SEAL Team brachte ihr im Jahre 2015 eine große Aufmerksamkeit ein. Sie spielte Stella Baxter, die Freundin von Clay Spenser. Ein Jahr später spielte sie eine Staffel in der israelischen Serie „Bnei Aruba“ („Die Geiseln“) mit. Es folgte ein Engagement in der Miniserie The Spy, sowie weitere Gastauftritte in Serien wie Away, Truth Be Told und Little Fires Everywhere.
Alona Tal heiratete 2007 den Schauspieler Marcos Ferraez und das Paar lebt seitdem zusammen in den USA. 2017 brachte sie ihr erstes Kind, Charlie, zur Welt, was für sie ein bedeutendes persönliches Ereignis war. Trotz ihrer familiären Verpflichtungen setzte sie ihre Schauspielkarriere fort und suchte sich Projekte aus, die mit ihrem Lebensstil als Mutter vereinbar waren. Alona spricht fließend Hebräisch und Englisch und bleibt ihren israelischen Wurzeln treu, obwohl sie nun hauptsächlich in den USA arbeitet.