Le 17 juin 1999, Diego Alonso honore sa première sélection avec l'Uruguay contre le Paraguay en amical. Lors de ce match, il entre à la de la rencontre, à la place de Gabriel Álvez. La rencontre se solde par une victoire de 3-2 des Uruguayens. Il participe à sa unique Copa América en juillet 1999. Lors de cette compétition, il joue deux rencontres. L'Uruguay perd la finale face au Brésil (défaite 3-0).