El 26 de junio de 2016 se coronó bicampeón de América al ganar la Copa América Centenario. ↑ Marshall, Adam (2016). «Rooney’s top five Premier League assists». ↑ «El Getafe se llevó en penales el Trofeo Ciudad de Valladolid ante el local». No fue hasta poco después cuando destacó en un campeonato a nivel regional, representando a su ciudad natal, Tocopilla, convirtiendo ocho goles en un partido. 1951 Telmo Zarra consigue marcar 38 goles en el campeonato de Liga, récord que no fue superado hasta sesenta años después. Con esto sería el primer chileno en hacer cuatro goles en la liga italiana. Por el buen rendimiento que tuvo en la temporada fue premiado por el diario La Gazzetta dello Sport como el «Mejor Jugador de la Liga Italiana». Otro condicionante que hizo mítico este momento y a este grupo fue el hecho de que el administrador-creador del grupo era natal de Swansea (Gales), ciudad de donde es uno de los clubes a los que se les guarda predilección, como es el Swansea City.
Después de su paso por Colo-Colo, decidió que era el momento de partir al extranjero. Su primer gol oficial fue el 18 de marzo de 2005 en la décima fecha del torneo en la que ganaron por 2 a 1 a Deportes Concepción siendo el primer gol de los loínos de Sánchez. Anotó su primer gol en el Torneo de Clausura 2006 29 de octubre del 2006 en el superclásico del fútbol chileno frente a la Universidad de Chile, a la cual vencieron 4-2. Al partido siguiente Sánchez anotó un doblete frente a Deportes La Serena, encuentro en que su equipo empató a cuatro. Debutó oficialmente el 12 de febrero de 2005, cuando reemplazó a los 71 minutos a Daniel Pérez, en el triunfo de Cobreloa sobre Deportes Temuco por 5-4, en la quinta fecha del Torneo de Apertura de 2005. El diario El Mercurio entrega críticas positivas por su debut otorgándole una calificación de 6.0. Tras su debut el periodista de Calama, Jaime Cortés, lo apodó como el «Niño Maravilla». Cobreloa perdía 1-0 ante el campeón vigente, Once Caldas, en Calama. De esta Liga destaca también la victoria ante el F. C. Barcelona en el nuevo San Mamés (1-0), cosa que no ocurría desde la campaña 2005-06, con Clemente en el banquillo.
En la Copa Libertadores serían eliminados en octavos de final por San Lorenzo. También debutó de «forma récord» en la Copa Libertadores el 22 de marzo de 2005, siendo uno de los futbolistas más jóvenes en jugar dicho torneo con tan solo 16 años. También jugó la Copa Libertadores 2007 en la que disputó 7 encuentros en los que anotó tres veces, destacándose en el partido de visita frente a Caracas de Venezuela en que anotó su primer hat-trick. El 1 de noviembre del mismo año volvió a jugar tras ingresar en el minuto setenta y tres en la victoria de su equipo por 4-0 ante el F. C. Viktoria Plzeň, encuentro válido por la UEFA Champions League. Udinese de Italia, el cual lo contrata por tres millones de dólares. Finalmente, el jueves 21 de julio, en el sitio web oficial del F. C. Barcelona, se confirmó el fichaje de Alexis por el conjunto azulgrana por más de 37 millones de euros (€11 millones en variables) durante cinco temporadas. El máximo goleador valencianista en esta competición fue, cómo no, Claudio «el Piojo» López con cinco goles. En la competencia Sánchez jugaría siete encuentros sin anotar goles.
En el clausura Sánchez jugó 22 partidos donde anotó en una ocasión frente a Santiago Wanderers partido que acabó 3-0 a favor de los loínos. De regreso, el entonces entrenador del primer equipo, Nelson Acosta, lo vio jugar en Santiago de Chile con los cadetes y de inmediato solicitó su ingreso a la División Adulta. Cabe destacar que esta lesión lo dejó fuera de los primeros cuatro partidos de la selección de fútbol de Chile por las Eliminatorias Sudamericanas 2010 (estuvo ausente contra Argentina y Perú en octubre, y contra Uruguay y Paraguay en noviembre). La selección sub-20 no clasificaría a los Juegos Olímpicos de Pekín 2008, tras un partido polémico en el que Chile perdió 3-2 ante Paraguay. En el Torneo de Clausura 2008, volvería a la titularidad jugando un total de 17 encuentros en el torneo anotando en 2 ocasiones, una frente a Vélez Sársfield en la fecha 7, partido que ganaron por 2-0. La segunda anotación fue en la fecha 17 en que su club le gana 2-1 a Colón de Santa Fe. A mitad del año 2008, volvió a las filas del Udinese Calcio de Italia, siendo compañero de su compatriota Mauricio Isla.