Жорес Алферов родился 15 марта 1930 года в Витебске Белорусской ССР. Родители - Иван Карпович Алферов и Анна Владимировна Розенблюм. Отец во время Гражданской войны командовал кавалерийским полком Рабоче-крестьянской Красной Армии, затем был служащим, начальником отдела в Министерстве бумажной и деревообрабатывающей промышленности Белорусской ССР. Иван Алферов дал своим сыновьям "революционные имена", назвав старшего Марксом в честь Карла Маркса, а младшего - Жоресом в честь Жана Жореса, лидера французской социалистической партии, сообщает "ТАСС". Старший брат Жореса Алферова погиб в 1944 году на фронте. Во время Великой Отечественной войны семья Алферова переехала на Средний Урал, в Туринск, а после ее окончания - в Минск.
С золотой медалью Алферов окончил русскую мужскую среднюю школу №2 в Минске. После этого несколько семестров отучился в Белорусском политехническом институте на энергетическом факультете, но перевелся оттуда в Ленинградский электротехнический институт (ЛЭТИ, ныне - Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет). В 1952 году с отличием окончил его по специальности "электровакуумная техника".
Занимался разработкой полупроводниковых гетероструктур и созданием быстрых опто- и микроэлектронных компонентов. За это в 2000 году его удостоили Нобелевской премии по физике (вместе с американцами Джеком Килби и Гербертом Кремером).
В 1991-2017 годах Алферов был вице-президентом РАН.