Alain Chrétien est né à Vesoul, préfecture du département de la Haute-Saône. Il grandit à Jussey, commune située à 35 kilomètres au nord-ouest de Vesoul, où ses parents sont commerçants en vêtements. Il est scolarisé dans cette ville à l'école primaire et au collège, jusqu'en 1989. En 1992, il acquiert un baccalauréat série B (économique et social) au lycée Édouard-Belin de Vesoul[1].
Il effectue ensuite son service militaire au 152e régiment d'infanterie puis devient chargé de mission du plan d’occupation des sols des quartiers de Vesoul et des communes du district, auprès du président du district urbain de Vesoul, de 1998 à 1999.
De 2001 à 2003, il est attaché territorial à la communauté de communes du Pays de Montbozon. Il est élu conseiller général en 2002 pour le canton de Vesoul-Ouest, mais perd d'une voix en 2004 (4093 voix contre 4094 voix). L'élection ayant été invalidée, il parvient à être réélu en 2005 (avec 55,5 % des voix au second tour), et de nouveau en 2011 (avec 57 % des voix au second tour).
Il est nommé premier adjoint de Vesoul, délégué aux finances et au logement après les élections municipales de 2008. Il doit alors prendre la succession d'Alain Joyandet comme maire, à une date reportée à plusieurs reprises, notamment en raison de la défaite d'Alain Joyandet aux élections régionales de 2010, ce qui empoisonne les relations entre le maire et son premier adjoint[4].
Le , il fait le choix de rester maire de Vesoul et annonce ne pas briguer de second mandat de député LR de la première circonscription de Haute-Saône dans le cadre du non-cumul des mandats. Il compte alors obtenir l'investiture LR pour Marie Breton, adjointe au maire de Gray, Alain Chrétien se présentant comme son suppléant. Toutefois, Dimitri Doussot, maire de Vauconcourt-Nervezain et directeur de cabinet d’Alain Joyandet, devenu sénateur, décide de mettre à profit son expérience d'élu local et de se présenter[10]. Soutenu par de nombreux élus locaux dont Alain Joyandet et Alain Blinette, c'est lui que la Commission Nationale d'Investiture des Républicains désignera comme candidat officiel du parti en Haute-Saône[11],[12]. Au premier tour des élections législatives, il n'obtient que 12,36 % des voix derrière Marie Breton, alors 1ère adjointe au Maire de Gray et Alain Chrétien. Les deux candidats de droite sont battus dès le premier tour de l'élection, remportée par Barbara Bessot-Ballot (LREM).
En , il participe à la création du parti politique de centre-droit Agir[13].
Il est membre de la commission nationale d'investiture de La République en marche pour les élections municipales de 2020 : L'Opinion estime que cette position permet à son parti, Agir, de « défendre les cas de maires sortants devenus allergiques aux Républicains »[14].
Chevalier de l'ordre national du Mérite Il est fait chevalier le [18].
