En la Copa América Centenario que se disputó en Estados Unidos, Alexis no tuvo un buen comienzo de torneo y no pudo evitar la caída de su selección por 1-2 contra . En el siguiente partido contra el marcador estaba 1-1 cuando al final del partido en los minutos de descuentos, un desborde de Alexis tira un centro que golpea en el brazo del defensor boliviano Luis Gutiérrez y cobran falta penal, convirtiendo el penal por gol Vidal al minuto 100 de partido, así Chile logró ganar por un sufrido 2-1. En el último partido del y al igual que en la Copa América anterior, Alexis marcó su primeros goles en el torneo en la victoria 4-2 sobre , también dio 1 asistencia siendo elegido el Jugador del Partido. Al minuto 14 de partido asistió a Eduardo Vargas para que marcase el 1-1 parcial, luego al 49' de partido marcó el 3-1 de volea anotando un golazo y cerró la goleada y la clasificación marcando el 4-2 final al minuto 88.