Wie alle Brüder nahm Alfons am sechsten Kreuzzug nach Ägypten teil. Jedoch stach er nicht mit ihnen am 25. August 1248 in Aigues-Mortes in See, da sein Schwiegervater durch zögerliches Verhalten die Abreise aufhielt. Erst im Herbst 1249 einigte sich Alfons mit Raimund VII. auf eine Abreise in Marseille; auf dem Weg dorthin starb der Schwiegervater. Dadurch trat die Erbregelung von 1229 in Kraft, wodurch Alfons Graf von Toulouse und Markgraf der Provence wurde. Die Übernahme dieser Länder überließ er der Mutter Blanca, da er die Teilnahme am Kreuzzug nicht weiter aufschieben wollte. Er erreichte das inzwischen eroberte Damiette am 24. Oktober 1249, wo er das Heer seines Bruders verstärkte. Anschließend nahm er am Vormarsch gegen Kairo teil, wo die vereinigten Heere aber am 8. Februar 1250 vor der Stadt al-Mansura aufgehalten wurden. Bei einem spontanen Angriff auf die Stadt wurde Alfons' Bruder Robert von Artois getötet. Bei einer anschließenden Schlacht vor der Stadt am 11. Februar gegen die Mameluken befehligte Alfons den rechten Flügel des Heeres. Dabei geriet er zeitweilig so sehr in Bedrängnis, dass er angeblich von Marketenderinnen verteidigt werden musste. Trotz des Sieges in der Schlacht musste die Belagerung von al-Mansura im April 1250 abgebrochen werden. Bei dem anschließenden Rückmarsch nach Damiette geriet Alfons mit seinen Brüdern am 6. April bei Fariskur in die Gefangenschaft der Mameluken.