El jugador de 35 años pasó un reconocimiento médico a su regreso de vacaciones antes de firmar el contrato, cumpliendo un deseo de larga data del entrenador Claudio Giraldez de mantenerlo en el club.
Alonso, que puede jugar de defensa central o lateral izquierdo, ahora tendrá la oportunidad de pasar cuatro temporadas en Vigo, habiendo ayudado ya al Celta a alcanzar la Europa League en cada una de las dos últimas.
El Celta confirmó la noticia en un comunicado: "Desde su llegada a Vigo, Marcos Alonso se ha convertido en una pieza clave en el sistema de Claudio Giraldez.
"Su versatilidad, potente golpeo del balón y capacidad para competir al más alto nivel le han permitido asumir un papel destacado en la defensa Celeste, siendo una referencia tanto dentro como fuera del campo."
El club añadió: "Con una carrera extraordinaria y un compromiso total con los valores Celestes, Marcos Alonso ahora comienza una nueva etapa con el entusiasmo de seguir entreteniendo a los aficionados del Celta en una temporada que apenas ha comenzado y ya promete grandes emociones."
Hablando después de firmar, Alonso dijo que estaba contento de extender su estancia en Galicia.
"Estoy muy feliz. Estos han sido dos años de duro trabajo y progreso, y ahora se trata de seguir avanzando y creciendo juntos," dijo, elogiando a Giraldez como "un pilar fundamental del club" que merece gran parte del crédito por el reciente éxito del equipo. Alonso añadió que mantenerse en la categoría sigue siendo la prioridad para la próxima temporada en lugar de fijar objetivos ambiciosos.
Alonso fue el jugador de campo más utilizado del Celta la temporada pasada, haciendo 43 apariciones y jugando 3,759 minutos, anotando una vez. A lo largo de sus dos años en el club ha jugado 76 veces y ha marcado cinco goles.
Alonso se unió al Celta tras una carrera errante que incluyó etapas en la Premier League y la Serie A, y desde entonces se ha convertido en una de las voces senior del vestuario bajo Giraldez. Con la extensión firmada, es uno de varios jugadores del primer equipo ahora vinculados a contratos a largo plazo mientras el Celta busca construir sobre clasificaciones europeas consecutivas.