De 35-jarige heeft een medische keuring doorstaan bij zijn terugkeer van vakantie voordat hij de deal ondertekende, waarmee hij een langgekoesterde wens van hoofdcoach Claudio Giraldez vervulde om hem bij de club te houden.
Alonso, die kan spelen als centrale verdediger of linksback, krijgt nu de kans om vier seizoenen in Vigo door te brengen, nadat hij Celta al had geholpen om in de afgelopen twee seizoenen de Europa League te bereiken.
Celta bevestigde het nieuws in een verklaring: "Sinds zijn aankomst in Vigo is Marcos Alonso een sleutelstuk geworden in het systeem van Claudio Giraldez.
"Zijn veelzijdigheid, krachtige schot op de bal en vermogen om op het hoogste niveau te concurreren hebben hem in staat gesteld een leidende rol in de Celeste verdediging op zich te nemen, en hij is zowel op als buiten het veld een referentie."
De club voegde eraan toe: "Met een buitengewone carrière en totale toewijding aan de Celeste-waarden begint Marcos Alonso nu aan een nieuwe fase met de enthousiasme om Celta-supporters te blijven vermaken in een seizoen dat net is begonnen en al grote emoties belooft."
Sprekend na de ondertekening, zei Alonso dat hij blij was zijn verblijf in Galicië te verlengen.
"Ik ben erg blij. Dit zijn twee jaar van hard werken en vooruitgang geweest, en nu gaat het erom samen verder te gaan en te groeien," zei hij, en prees Giraldez als "een fundamentele pilaar van de club" die veel van de eer voor het recente succes van het team verdiende. Alonso voegde eraan toe dat het behoud van de klasse de prioriteit blijft voor het komende seizoen in plaats van hoge doelen te stellen.
Alonso was de meest gebruikte veldspeler van Celta afgelopen seizoen, met 43 optredens en 3.759 minuten speeltijd, en scoorde eenmaal. In zijn twee jaar bij de club heeft hij 76 keer gespeeld en vijf doelpunten gescoord.
Alonso kwam bij Celta na een zwervend carrière die periodes in de Premier League en Serie A omvatte, en is sindsdien een van de senior stemmen in de kleedkamer onder Giraldez geworden. Met de ondertekening van de verlenging is hij een van de verschillende spelers uit de eerste ploeg die nu aan langdurige contracten zijn gebonden terwijl Celta probeert voort te bouwen op achtereenvolgende Europese kwalificaties.