Axel Ockenfels studierte bis 1994 Volkswirtschaftslehre an der Universität Bonn. Er promovierte und habilitierte an der Universität Magdeburg mit Auslandsaufenthalten an der Penn State University und Harvard University. Anschließend war er als Emmy-Noether Nachwuchsgruppenleiter am Max-Planck-Institut zur Erforschung von Wirtschaftssystemen in Jena tätig. 2003 wurde er Professor für Wirtschaftswissenschaft an der Universität zu Köln. Forschungsaufenthalte führten ihn unter anderem an die Stanford University und derzeit an die University of California in San Diego.

2005 wurde Ockenfels als erstem Wirtschaftswissenschaftler seit 17 Jahren der Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft verliehen. Er ist Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina, der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften, der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste, der Nationalen Akademie der Technikwissenschaften acatech, sowie der Ökonomenrunde beim Bundeskanzleramt und im Wissenschaftlichen Beirat beim Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).