Futbolculuk kariyerine Real Sociedad'ta başlayan Alonso, 2002-03 Sezonu'nda Real Sociedad'ın aldığı ikincilikte, takım kaptanı olarak büyük rol üstlendi. Alonso aynı sezonun yazında 10,5 milyon sterlinlik bir transfer anlaşmasıyla Liverpool'a transfer oldu.
Alonso, Liverpool'daki ilk sezonda UEFA Şampiyonlar Ligi'ni kazandı.Yine aynı sezon İngiltere'de FA Community Shield ve FA Cup kupalarını kazandı.
Alonso 2009-2010 sezonunda 30 milyon Euro karşılığı Real Madrid'e transfer oldu. Real Madrid'ten Guti'nin takımdan ayrılmasından sonra 14 numarayı giyen Alonso 28 Ağustos 2014 tarihinde 8 milyon Euro karşılığında Bayern Münih'e transfer oldu. Halen Münih forması giyen Alonso sezon sonu futbolu bırakacağını açıkladı.
