Выступал за «Реал Сосьедад», «Эйбар», «Ливерпуль», мадридский «Реал» и «Баварию».  Считался мастером игры в пас, а также дальних ударов. Дважды забивал за «Ливерпуль» ударами со своей половины поля.

Вместе с «Ливерпулем» он выиграл Кубок и Суперкубок Англии, Лигу чемпионов и Кубок УЕФА. С «Реалом» он выигрывал чемпионат и Кубок страны. Лигу чемпионов и Суперкубок УЕФА. В составе «Баварии» трижды становился чемпионом Германии и один раз выиграл Кубок Германии.

В составе сборной Испании Алонсо выиграл чемпионат мира 2010 года. Дважды становился победителем чемпионата Европы – в 2008 и 2012 году. Он завершил карьеру по окончании сезона 2016/2017.