Après des études aux Beaux-Arts de Buenos Aires, Alicia Penalba quitte son pays pour se fixer en 1948 à Paris, où elle travaille à la Grande Chaumière auprès du sculpteur Ossip Zadkine. C’est en 1952 que débute sa carrière : aux manifestations collectives (Salon de la jeune sculpture au musée Rodin de Paris, salon Réalités nouvelles, biennales) qui présentent son travail, s’ajoute sa première exposition personnelle en 1957 (galerie du Dragon). À son arrivée à Paris, les œuvres de Hans Arp, de Giacometti et de Brancusi frappent son esprit et elle fait la connaissance d’Étienne Martin, de François Stahly, d’Étienne Hajdu et de Marta Colvin, tous jeunes sculpteurs avec lesquels elle expose. Elle a choisi sa voie : une sculpture abstraite de nature biomorphique aux accents architectoniques. Elle explore la verticalité dans la série « Totems » (Surveillant des rêves, Le Voyeur des nuits, 1953) ou dans ses « Liturgies végétales » (1957), qui évoquent des plantes exotiques pétrifiées, celles croisées enfant dans les déserts et les forêts tropicales du Chili et d’Argentine en compagnie de son père, alors constructeur de chemins de fer. Simultanément, sa sculpture recherche la compagnie de l’architecture : elle réalise des créations pour des bâtiments d’architectes (à partir de 1959) et reçoit le grand prix de Sculpture de la V^e Biennale de São Paulo (1961). Dans ses séries, les éléments, resserrés sur eux-mêmes (Fruits de mer, 1962) ou éclatés (Grand dialogue, 1964), se rassemblent en un mouvement ascensionnel de volumes en équilibre instable : Absente (1961), qui suggère l’élan d’un envol, Ailées, Grand double (1971), Winged Field (1963).

Son matériau de prédilection reste l’argile, même si de nombreuses sculptures sont ensuite réalisées en béton, polyester ou bronze. Elle adapte ses découvertes à la réalisation de tapisseries pour la Manufacture des Gobelins, à la joaillerie, à la porcelaine ou encore à la gravure, sa discipline d’origine. Ses œuvres sont introduites dans un grand nombre de musées ou de parcs de sculptures de France, à Paris et en province (université de Bordeaux), d’Allemagne, de Belgique, du Luxembourg, de Suisse (Centre Paul-Klee à Berne), d’Italie, d’Argentine, du Pérou et des États-Unis.