Toutefois, malgré son talent certain, Calder s’oriente vers l’ingénierie et obtient un diplôme de mécanique à l’Institut de technologie Stevens en 1919. Occupant différents emplois après ses études, c’est à l’occasion d’une croisière qui le mène de New York à San Francisco qu’il assiste au lever de soleil et au coucher de la lune depuis le pont du navire, une scène qui le marque durablement. Il se décide à devenir un artiste et entre à L’art Students League of New York en 1923.
Pendant ses études, Calder travaille en tant qu’illustrateur pour la National Police Gazette qui l’envoie en 1925 réaliser des esquisses du Ringling Bros. and Barnum & Bailey Circus, un cirque ambulant, qui éveille l’intérêt d’Alexander pour cet univers. Arrivé à Paris en 1926, il s’attelle à son Cirque, basé sur sa propre expérience, une œuvre faite de fils de fer, de chutes de cuir et de tissu.
Sa première exposition se tient en 1928 à la Weyhe Gallery de New York, bientôt suivie de nombreuses autres à travers le monde, dont une à Paris en 1932 à la Galerie Vignon. C’est en France qu’il rencontre l’avant-garde artistique de l’époque, comme Joan Miro ou Piet Mondrian qui le convertit à l’art abstrait. Calder rejoint alors le collectif d’artistes Abstraction-Création.
Durant ses traversées de l’atlantique il fait la rencontre de Louisa James, petite nièce de l’écrivain Henry James, qui deviendra sa femme.
Calder initie une collaboration avec la Pierre Matisse Gallery de New York où il expose une première fois en 1934. La galerie accueillera en 1937 la première sculpture d’envergure de Calder, Devil Fish, entièrement composée de feuilles de métal. Plus tard, Calder recevra une commande publique pour le pavillon espagnol de l’Exposition Universelle de Paris et une autre pour le Museum of Modern Art de New York.