Après ses études au Conservatoire de Paris conjointement à l’université, Alain Poirier s’est consacré parallèlement à l’enseignement de l’analyse et de l’histoire de la musique (CNSMDP, Ecole polytechnique), et a participé à diverses formations doctorales avec Hugues Dufourt (« Musique et musicologie du XXe siècle », EHESS-IRCAM) 1989-96, Michelle Biget (« Musique et musicologie », Université de Tours / Ecole Normale Supérieure). Il a publié de nombreux articles et ouvrages sur la musique du xxe siècle, dont L'expressionnisme et la musique (Fayard, 1995, Prix de l'Académie Charles Cros 1996), Toru Takemitsu (Michel de Maule 1996, Prix des Muses 1997), André Boucourechliev (Fayard, 2002, Prix de l’Académie Charles Cros 2002), Anton Webern et l’aphorisme (Cité de la musique, 2009) ou Les Cinq Pièces pour orchestre de Schoenberg (Aedam Musicae, 2016). Il a régulièrement collaboré avec des compositeurs et a produit de nombreux écrits portant sur la musique contemporaine (Franco Donatoni, Pierre Boulez, Karlheinz Stockhausen, Claude Ballif, Philippe Manoury, Jean Barraqué, etc.)
Il a été directeur du Conservatoire de Paris de 2000 à 2009.