Alonso est né Isabel Apolonia García Hernández à Lugareño Central, Camagüey, Cuba, de père cubain et de mère mexicaine. Elle a d'abord été reconnue à Cuba pour ses talents de danseuse et a fait sensation au Théâtre national de Cuba à La Havane. Peu de temps après, elle apparaît comme un nouveau talent de danseuse exotique aux Folies Bergère à Paris. Elle a été présentée comme la "nouvelle Josephine Baker", qui avait également joué et est devenue célèbre aux Folies. Alonso a été présentée comme la "bombe H cubaine" et a mélangé des rythmes afro-cubains de son pays avec "bump and grind".

Alonso a été remarqué pour la première fois à l'échelle internationale dans le film Nel segno di Roma (Sheba et le gladiateur) de 1959, qui mettait en vedette Anita Ekberg et Georges Marchal. En raison d'un numéro de danse particulièrement érotique, sa photo et son nom sont devenus plus apparents sur les affiches publicitaires du film que les deux films principaux, à la grande consternation d'Ekberg. La plupart des films d'Alonso étaient des films d'aventures dans le style de Le fatiche di Ercole (Hercules). Hercules a joué avec Steve Reeves et était un nouveau genre très populaire dans le film. Cela a ouvert la voie aux films tentant de l'imiter. Ces films nécessitaient un talent exotique et la beauté sombre d’Alonso s’imposait; elle a même joué avec Steve Reeves lui-même dans Goliath and the Barbarians (1959) et Morgan il pirata (1960). Goliath et les barbares ont valu à Alonso le prix de "La découverte du cinéma italien". En 1960, alors qu’il fabriquait Morgan il pirata, Alonso rencontra et épousa Aldo Pomilia, directeur de la production et producteur. Après avoir réuni Quattro notti con Alba (guerre du désert) en En 1962, ils ont un fils, Aldino Pomilia, et elle a pris sa retraite pendant un moment.

Lors d'une visite à Aldo en Espagne, où il était superviseur de la production de The Good, the Bad, and the Ugly (1966), elle a fait un bref camée muet non crédité. Pomilia lui a ensuite fait un retour prometteur en jouant aux côtés de son compatriote, Tomas Milian, originaire de La Havane, dans le culte Corri uomo corri de Dolores, qui est sans conteste le meilleur rôle cinématographique de sa carrière. Chelo a ensuite fait une brève apparition dans une variante de ce rôle précédent, également appelé Dolores, dans un autre western culte, l'étrange La notte dei serpenti (nid de vipères), après quoi elle a abandonné la scène cinématographique pour se concentrer sur la télévision italienne. Après la mort de son mari en 1986, Alonso a déménagé dans la ville de Sienne en Toscane, en Italie. Elle a pris sa retraite du cinéma et a créé une entreprise d’élevage de chats et un hôtel quatre étoiles. Chelo Alonso est décédé le 20 février 2019 à l'âge de 85 ans.