Nipote di un maestro muratore lombardo poi approdato alla mercatura e figlio di un commerciante «da ferro» che s'era arricchito, oltre che coi traffici, con le cospicue doti portategli dalle sue quattro mogli, Alessandro Gambalunga nacque a Rimini il 14 marzo 1569.
Le modeste origini della sua famiglia gli impedirono di integrarsi col ceto patrizio locale, di cui il bolognese Angelo Ranuzzi - referendario apostolico e governatore di Rimini - schizzerà nel 1660 questo eloquente e malizioso ritratto: «Vi sono molte famiglie antiche e nobili che fanno risplendere la Città, trattandosi i Gentiluomini con decoro et honorevolezza, con vestire lindamente, far vistose livree et usar nobili carrozze: nel che tale è la premura et il concetto fra di loro, che si privano talvolta de' propri stabili, né si dolgono di avere le borse essauste di denari per soddisfare a così fatte apparenze».
Il solidissimo patrimonio, l'acquisizione di un titolo nobiliare e il matrimonio, nel 1592, con Raffaella Diotallevi, d'uno dei più antichi e illustri casati riminesi, non valsero a fruttare al Gambalunga l'aggregazione al Consiglio cittadino. Per altro gli vennero ripetutamente offerti incarichi pubblici più o meno prestigiosi (tra cui, nel 1595, quello di podestà), che egli, orgogliosamente, declinò: «non volle servire» recitano gli atti consiliari.
In questa condizione di isolamento, per metà imposto e per metà volontario, maturarono scelte originali e - in rapporto ai tempi e all'ambiente - quasi eccentriche. Nel 1583, a Bologna, Alessandro Gambalunga si laureò in diritto civile e canonico; non per esercitare la professione, ma per fregiarsi di un regolare cursus studiorum: preoccupazione non meno estranea all'ambiente aristocratico che l'esercizio delle arti «meccaniche».
Nel 1610 pose la prima pietra del palazzo di famiglia, che sarà terminato nel 1614 e che gli costerà settantamila scudi. Situato nella centrale via del Rigagnolo della fontana, dove già si addensavano le case di varie famiglie di antica nobiltà, e costruito in forme che coniugano la tradizione urbinate coi modelli classicistici del Serlio e del Vignola, il palazzo del Gambalunga si elevava sui palazzi rivali, pur scansando programmaticamente l'ostentazione e lo sfarzo. Nel suo palazzo - come s'indovina dalle dediche di alcune opere, a cominciare dal Parnassus ad Alexandrum Gambalongam di Marco Santini (1619) - il Gambalunga tenne «accademia» e si circondò di letterati ed eruditi che protesse da «vero padrone et [...] mecenate».
La stessa costituzione della biblioteca, che per consistenza e pregio non ha precedenti locali comparabili, sembra obbedire a propositi di autoaffermazione che contrappongono al sangue, saldandoli, il censo e le litterae. Acquistati perlopiù sulla ben fornita piazza di Venezia, trasportati a Rimini via mare e rilegati parte a Venezia e parte nel palazzo del Gambalunga, nell'attrezzato laboratorio di «messer Matteo libraro» (che Paola Delbianco ha identificato con Matteo le Mesle), i libri erano infine collocati «nella stanza da basso della [...] casa», dove ne era liberalmente consentita la consultazione.
Nel 1617, nel testamento rogato a Pesaro dal notaio Simone Rossi, Alessandro Gambalunga stabilirà per il futuro e disciplinerà puntigliosamente l'uso pubblico della sua biblioteca. Dopo aver premesso che non sarebbe stata, questa, proprietà riservata dell'auspicato (e mancato) «herede», ma aperta, per l'appunto, «a tutti li altri della città che volessero per tempo nelle [...] stanze di detta mia casa andarsene a servire», il Gambalunga la dotava di 300 scudi annui per l'incremento, la legatura e il restauro dei libri e di 50 scudi per lo stipendio del bibliotecario, «persona di lettere idonea et atta», la cui nomina era affidata all'«Illustrissimo Magistrato di Rimino», ossia ai consoli.
Al bibliotecario era fatto obbligo di assicurare l'apertura quotidiana della libreria, «in un'hora a lui et alli altri commoda», e di fornire assistenza e ogni «commodità» a quanti desiderassero «venire [a] vedere qualche cosa». Allo stesso era delegata la responsabilità di decidere quali libri acquistare e come organizzarne la consultazione. A nessuno, neppure all'erede, era permesso di distogliere il bibliotecario, «sotto qualsivoglia pretesto», dai suoi doveri, o di limitarne i compiti.
La ferrea e minuziosa regolamentazione della gestione della biblioteca non riflette solo la comprensibile preoccupazione del Gambalunga di conservare integra l'amata raccolta, ma innanzi tutto vuol garantire la continuità dell'uso pubblico, sottraendola all'ingerenza di eredi disamorati e all'incuria di magistrati distratti, e facendo del bibliotecario il custode e il garante del «publico comodo, utile et honore».
Anche la scelta dei libri sembra finalizzata, oltre che a soddisfare gli interessi di un uomo colto e intellettualmente curioso, ad un uso collettivo della biblioteca: ai testi di diritto - specializzazione disciplinare, se non professionale, del Gambalunga - si affiancano infatti i classici greci e latini (con una particolare predilezione per Cicerone), i buoni autori italiani da Dante al Tasso, gli storici antichi e moderni, le relazioni dei viaggiatori, i trattati di grammatica, poetica e retorica, i manuali di teologia e devozione, gli scritti scientifici, soprattutto di medicina e astronomia.
Alessandro Gambalunga morirà il 12 agosto del 1619 e sarà sepolto nella cappella di famiglia della chiesa del Paradiso (polverizzata dai bombardamenti del 1944: e l'austero monumento funebre con essa). Il 9 agosto, in un intervallo di lucidità, aveva voluto dettare un codicillo al testamento con cui nominava il dottore in legge Michele Moretti, suo amico e protetto, «administratore de' suoi beni, et bibliotecario». L'ultimo pensiero, l'estrema apprensione di Alessandro Gambalunga era stata per la biblioteca, alla cui sorte legava verosimilmente la perpetuazione di un «cognome, o casata» che, ascesa verticalmente nel giro di un paio di generazioni, rischiava, per mancanza di eredi diretti, di estinguersi altrettanto in fretta. Ciò che di fatto accadrà, nonostante l'istituzione di una secondogenitura nei discendenti maschi di Armellina, unica nipote di Alessandro Gambalunga, maritata al bolognese Cesare Bianchetti: in forza del testamento, il Comune di Rimini erediterà - oltre alla biblioteca e al lascito - anche l'uso del superbo palazzo Gambalunga.
Iniziato il 3 settembre e completato il 17 novembre 1620, l'inventario della biblioteca «bone memorie illustris et excellentissimi Domini Alexandri Gambalonghe» - redatto dal notaio Mario Bentivegni - registra 1438 volumi e poco meno di 2000 opere. Assisteva all'inventariazione Michele Moretti, che reggerà la biblioteca per trent'anni, dal 1619 al 1649.