La obra de Alfredo Portillos combina la experimentación artística con preocupaciones religiosas y espirituales que ha ido construyendo a lo largo de su vida.
Impulsado por sus padres, ingresa en un seminario jesuita a la edad de once años, pero lo abandona al cabo de poco tiempo para dedicarse a la actividad artística. Con este fin, realiza el examen de admisión a la Escuela de Bellas Artes Ernesto de la Cárcova, pero es rechazado. Sin embargo, esto no lo desanima. Informado sobre el prestigio de la educación artística en San Miguel de Tucumán, donde enseña Lino Enea Spilimbergo, decide trasladarse a esa ciudad. Allí lo recibe el maestro, y estudia con él en el Instituto de Arte de la Universidad Nacional de Tucumán, egresando en 1952 con el título de Operador Visual, Profesor de Operaciones. Durante su educación, tiene como profesores al mencionado Spilimbergo, Pompeyo Audivert y Lajos Szalay. Entre sus compañeros figuran Carlos Alonso, Miguel Dávila y Leonor Vasena. En este período realiza pinturas figurativas con temas relacionados con la muerte: entierros, velorios y funerales de provincia.
En 1955 su pintura sigue los caminos de la abstracción sensible. Algunos años más tarde comienza la serie Integración Espacial (1958), produciendo obras que salen del marco en un intento por integrar el espacio circundante.
Al terminar la década de 1950 se traslada a La Rioja, impulsado por su amistad con el pintor riojano Miguel Dávila. Aquí comienza a interesarse por los rituales, estudia filosofía zen y se interna en el hinduismo. Casi de inmediato, asume el cargo de Director del Museo Municipal de La Rioja (1959-1962), y se desempeña como profesor de diseño. Funda la pionera Escuela Superior de Diseño y Técnica Artesanal de La Rioja, de la que es rector entre 1960-1962. Con la asunción del presidente de facto Luis María Guido, la escuela es intervenida. Portillos debe abandonar su cargo, es encarcelado y, tras recuperar la libertad, regresa a Buenos Aires.
A principios de los sesenta, su obra incorpora fuentes lumínicas, movimiento y un sentido arquitectural. En 1964 recibe el Premio Ver y Estimar por un diseño lúdico para la intervención del espectador.
Durante la década siguiente vive en Brasil, regresando periódicamente a Buenos Aires. Allí produce obras de carácter conceptual, escritos y objetos, e incursiona en el arte correo, las performances y las instalaciones. Investiga la iconografía religiosa en un amplio sentido, desde los mitos populares, los rituales ancestrales de América Latina y los símbolos cristianos, hasta el vudú y el candomblé, erigiendo altares e instalaciones ceremoniales. En 1974 lleva a cabo la performance Cementerio de los guerrilleros latinoamericanos en Bélgica, y un año más tarde presenta Altar latinoamericano en la muestra Arte de sistemas en el Espace Cardin, París.
Durante estos años integra el Grupo de los 13, luego denominado Grupo CAYC, junto con Luis Benedit, Víctor Grippo, Jacques Bedel y Clorindo Testa, entre otros. Con ellos obtiene el Primer Premio de las Naciones Unidas (1975) en Yugoslavia y el Primer Gran Premio Itamaraty en la XIV Bienal Internacional de San Pablo (1977), Brasil. Allí presenta la obra Altar ecuménico, un espacio que reúne a las religiones históricas con el candomblé y donde un sacerdote, un rabino, un pastor y un pae de santo ofician ceremonias en diferentes jornadas ante los espectadores.
En 1976 inicia la Serie antropológica y Arte de apropiaciones. En 1979 inaugura Naturaleza muerta still alive en la Galería Bauen de Buenos Aires y realiza la performance Homenaje a los santos y mártires latinoamericanos en el CAYC. Dos años más tarde comienza la Serie de la muerte, caracterizada por el uso de fragmentos de animales.
Entre 1985 y 1986 se desempeña como profesor del Taller Multimedia de la Escuela Superior de Bellas Artes Ernesto de la Cárcova y desde 1985 es profesor de la Escuela Nacional de Bellas Artes Prilidiano Pueyrredón.
En 1986 comienza la Serie de las momias y participa de la LXII Bienal de Venecia. En 1988 integra la exposición del Grupo CAYC Patagonia, organizada en la Galería Ruth Benzacar, donde presenta una videoinstalación fundada en la simultaneidad de los mensajes de los medios. Al año siguiente, forma parte de la muestra Ideas and images from Argentina en The Bronx Museum of the Arts de Nueva York.
En 1991 recibe el Premio Único Salón Manuel Belgrano, otorgado por el Museo Municipal de Artes Plásticas Eduardo Sívori y, al año siguiente, el Premio Konex de Platino en la categoría Instalaciones. En 1993 participa de una muestra del Grupo CAYC en el Striped House Museum de Tokio con la obra La segunda conquista y recibe el Premio al Artista del Año de la Asociación Argentina de Críticos de Arte.
En 1995 inaugura ¿Quién me dirá quién eres y quién fuiste? en la Fundación Banco Patricios de Buenos Aires y comienza Tatuaje sobre mi cuerpo, una intervención sobre su piel con tatuajes diseñados por diferentes artistas y realizados por su hijo. Esta obra se completará tras su muerte, cuando la piel sea separada de su cuerpo y subastada, para donar lo recaudado a la lucha contra el sida.
En 1996 gana otro premio de la Asociación Argentina de Críticos de Arte, esta vez en el rubro Experiencias y al año siguiente participa en la Sexta Bienal de La Habana, Cuba, con Vudú a los conquistadores latinoamericanos y La segunda conquista. Un año más tarde recibe la beca de The Pollock-Krasner Foundation (Estados Unidos) y en 1999 el Premio a la trayectoria del Fondo Nacional de las Artes.
En agosto de 2000 se inaugura su muestra retrospectiva De la muerte a la vida en la Fundación Andreani de Buenos Aires, que posteriormente viaja al Centro Cultural Santa Cruz de Río Gallegos, donde una de las salas es distinguida con su nombre. Al año siguiente recibe el Gran Premio Presidencia de la Nación de Escultura en el XC Salón Nacional de Artes Plásticas de la República Argentina.
En 2009 realiza un monumento escultórico colectivo en conmemoración del centenario de la localidad de Sierra de la Ventana, Provincia de Buenos Aires. Lo lleva a cabo con la colaboración de 500 familias de la comunidad de Villa Arcadia.
Vive y trabaja en el barrio porteño de La Boca.