Après un temps d'oubli, le rôle et la personnalité d'Alexis Carrel furent à nouveau objets de polémiques, lorsque Bruno Mégret le cita comme le « premier Français vraiment écologiste » lors d'une controverse avec les Verts sur la politique d'immigration (1991). Il s'ensuivit alors un débat, lors duquel Alexis Carrel fut accusé d'avoir été complice des théories nazies. Ses thèses eugénistes, ses liens avec Philippe Pétain, avec Charles Lindbergh, aux sympathies nazies bien connues, et surtout un extrait d'une traduction de la préface à l'édition allemande de L'Homme, cet inconnu, en 1936 : « En Allemagne, le gouvernement a pris des mesures énergiques contre l'augmentation des minorités, des aliénés, des criminels. La situation idéale serait que chaque individu de cette sorte soit éliminé quand il s'est montré dangereux » tendraient, selon certains auteurs à confirmer un soutien d'Alexis Carrel aux politiques nazies. Cette thèse fut reprise en 1996 par Patrick Tort et Lucien Bonnafé, qui publient (L'Homme cet inconnu ? Alexis Carrel, Jean-Marie Le Pen et les Chambres à gaz), dans lequel ils font le lien entre les positions de Carrel en faveur de l'eugénisme et de l'euthanasie des criminels et le Programme T4 du régime nazi.
Au sujet des homosexuels, Carrel écrivait : « Les sexes doivent de nouveau être nettement définis. Il importe que chaque individu soit, sans équivoque, mâle ou femelle. Que son éducation lui interdise de manifester les tendances sexuelles, les caractères mentaux et les ambitions du sexe opposé. » (L'homme, cet inconnu)
Cependant, pour le professeur René Küss, membre de l'Académie de chirurgie, ancien président de la Société française de transplantation, « reprocher à Carrel d'être l'initiateur des chambres à gaz nazies est une escroquerie historique. »
Quoi qu'il en soit, à la suite de pétitions initiées pour certaines par des mouvements d'extrême gauche et antiracistes, la faculté de médecine de l'Université Lyon I Alexis-Carrel — faisant partie de l'Université Claude-Bernard — fut rebaptisée en 1996 R.T.H. Laennec (René-Théophile-Hyacinthe Laennec) et plusieurs noms de rues de municipalités portant son nom furent débaptisées.