大会後、監督がビセンテ・デル・ボスケへ交代してからは、広い視野と展開力を買われ、中盤司令塔のポジションでレギュラーに定着。2010 FIFAワールドカップにおいても全試合に先発出場した。決勝のオランダ戦では、28分にナイジェル・デ・ヨングからタックルを受けて負傷。しかし、その後も87分にセスク・ファブレガスと交代するまで試合に出続けた。その試合は両チーム合わせて14枚（内スペイン5枚）ものイエローカードが出る荒れた試合となり、またオランダの元選手であるヨハン・クライフもラフプレーの多い母国代表を批判した。試合後、デ・ヨングのタックルについてアロンソは「これまでに受けたタックルの中でも最悪のものの一つ」と語った。