El 18 de agosto de 2010, el «Cabezón» obtuvo su primera Copa Libertadores tras vencer el Inter de Porto Alegre por un global de 5:3 a Chivas de Guadalajara en la final. Ese año además, fue nombrado con sesenta y un votos a favor «». A finales de 2010, también jugó el Mundial de Clubes, el cual no pudo ganar ya que cayó derrotado ante el Mazembe del Congo, África por 2:0 en las semifinales, por lo que debió jugar por el tercer y cuarto puesto ante Seongnam Ilhwa de Seongnam, Corea del Sur, al que venció por 4:2, donde marcó el tercer gol de su equipo, y uno de los mejores del torneo, a los 52 minutos de la parte complementaria contribuyendo así en la obtención del tercer lugar del podio de dicha competición. Por su parte, D'Alessandro fue premiado con el Balón de Bronce adidas. El 19 de septiembre de la temporada 2010 del Campeonato Brasileño, Andrés alcanzó los cien partidos con la camiseta del Inter de Brasil y lo hizo en la fecha 23 cuando enfrentó a Vasco da Gama y lo derrotó por 1:0.