Dvaintridesetletni igralec zvezne vrste je sodeloval pri vseh zmagoslavjih Špancev na evropskih prvenstvih v Švici in Avstriji leta 2008 ter v Ukrajini in na Poljskem leta 2012 in na svetovnem prvenstvu v JAR leta 2010.

Alonso je med letoma 2003 in 2014 zbral 114 nastopov za špansko nogometno reprezentanco, na njih je dosegel 16 golov.