Alfonso nació en el Palacio Real de Madrid el 28 de noviembre de 1857. Las malas lenguas del momento circularon el rumor de que su verdadero padre no era el Rey Consorte, sino un capitán de ingenieros llamado Enrique Puigmoltó ¹ (el hecho coincidía con la famosa promiscuidad de la Reina y la aparente homosexualidad del Rey -manifestada a través de su evidente amaneramiento-). Alfonso, que recibió el título dePríncipe de Asturias tras su nacimiento, tenía cuatro hermanas: la Infanta Isabel, Condesa de Girgenti (1851-1931), la Infanta María del Pilar(1861-1879), la Infanta María de la Paz, Princesa de Baviera (1862-1946) y la Infanta María Eulalia, Duquesa de Galliera (1864-1958).

Entre los preceptores del joven Príncipe Alfonso se hallaban el general Álvarez Ossorio y el arzobispo de Burgos, este último elegido por la propia Reina Isabel tras consultar con el Papa Pío IX.