Alomar firmó como agente libre aficionado con los Milwaukee Braves en 1960.^[2]​ Fue enviado al equipo de Clase D de Davenport Braves en 1961 a los 17 años. Jugó de shortstop y su promedio de bateo fue de .278 en 77 partidos.^[3]​ En 1962 pasó a jugar en la Clase C con los Boise Braves de la Pioneer League, donde su promedio de bateo fue de .329 aún jugando de shortstop; conectó tres cuadrangulares, anotó 83 carreras y remolcó 72.^[4]​ En esa temporada fue el Jugador Más Valioso de la Pioneer League.^[5]​ Su promedio defensivo fue de .900 en ambas temporadas.^[3]​^[6]​

Alomar fue ascendido al equipo filial AA Austin Senators en 1963. Su promedio de bateo fue de .292 con cinco cuadrangulares, 84 carreras anotadas, 65 carreras impulsadas (RBI) y 15 bases robadas. Su promedio defensivo subió a .917 como shortstop.^[7]​ Al año siguiente fue ascendido al equipo filial AAA Denver Bears de la Pacific Coast League. Su promedio de bateo subió a .944; mientras que su promedio ofensivo fue de .263 con 86 carreras anotadas, 40 RBI, tres cuadrangulares y 20 bases robadas en 34 intentos.^[8]​

Fue llamado al primer equipo de los Braves en septiembre de 1964, y su debut fue el 15 de septiembre como shortstop. En su primer turno bateó de hit ante los St. Louis Cardinals, y llegó a jugar 19 partidos como shortstop de los Braves en 1964.^[9]​^[10]​^[11]​ En 1965 jugó con los Milwaukee Braves (67 partidos) y el equipo filial Triple-A Atlanta Crackers (66 partidos), teniendo un promedio de bateo de .250 con ambos equipos en los que jugó de shortstop y de segunda base con los Crackers y los Braves.^[9]​^[12]​^[13]​

Alomar en 1966 pasó la mayor parte del tiempo en el equipo Triple-A Richmond Braves, donde su promedio de bateo fue de .243 en 400 turnos al bat, pero en ese caso fue como tercera base la mayor parte del tiempo.^[14]​ Cuando los Braves se mudaron a Atlanta en 1966, Alomar jugó 31 partidos con los Braves como segunda base y shortstop, pero su promedio de bateo fue de apenas .091.^[9]​

El 25 de febrero de 1967 Alomar fue parte de un cambio entre los Braves y los Houston Astros para enviar a Eddie Mathews y Arnold Umbach a Houston por Dave Nicholson y Bob Bruce. Antes de iniciar la temporada de 1967 Alomar fue cambiado a los New York Mets por Derrell Griffith.^[2]​ Alomar jugó la mayor parte del año 1967 con el equipo filial AAA Jacksonville Suns, dirigido por el mánager Bill Virdon, donde jugó principalmente como shortstop y su promedio de bateo apenas fue de .209.^[15]​^[13]​ Jugó 15 partidos con los Mets con los que se fue sin hit en 22 turnos al bat.^[16]​ Alomar estuvo pensando en abandonar Estados Unidos porque aunque era buen defensivo, no bateaba bien y pasaba en las ligas menores por mucho tiempo pero siguió jugando por su familia.^[17]​

El 15 de agosto de 1967 los Mets cambiaron a Alomar junto a Ken Boyer y a otro jugador a los Chicago White Sox por Bill Southworth y J.C. Martin.^[2]​ El mánager de los White Sox Grover Resinger ya había dirigido a Alomar con los Braves y llegó a los White Sox por su recomendación.^[17]​ Alomar jugó 12 partidos con los White Sox en ese año.^[18]​ En 1967 formó parte de cuatro equipos, lo que para Alomar fue una pesadilla, ya que se sentía "como una bolsa de basura".^[17]​

Alomar jugó su primera temporada completa, con los White Sox en 1968. Su promedio de bateo fue de .253 en 133 partidos en 395 turnos al bat.^[19]​^[17]​ Jugó principalmente como segunda base, teniendo un promedio defensivo de .958, pero empató con la mayor cantidad de errores en la posición con el panameño Rod Carew (18). He also played third base and shortstop.^[9]​^[20]​

Alomar jugó 22 partidos en 1969 con los White Sox.^[21]​ Alomar terminó recomendado por su mánager en Ponce en 1968-69, Rocky Bridges, para ir a los California Angels como cambio.^[5]​^[17]​ El 14 de mayo de 1969 junto al pitcher Bob Priddy fueron cambiados a los California Angels por el segunda base Bobby Knoop. Knoop era buen defensivo pero su promedio de bateo fue de apenas .179 al momento del cambio, y Alomar no jugaba tiempo completo con los White Sox.^[2]​^[22]​ El mánager de los Angels Lefty Phillips confió en Alomar.^[23]​ Alomar fue el segunda base titular de los Angels, con un promedio defensivo de .969. En 600 turnos al bat su promedio de bateo fue de .250 con 60 carreras anotadas, 30 RBI y 18 bases robadas.^[24]​^[9]​

En 1970 Alomar mantuvo su promedio de bateo de .250, con dos cuadrangulares, récord personal de 82 carreras anotadas, y su mayor cantidad de partidos en una temporada con 162. En ese año fue seleccionado al Juego de las Estrellas, donde fue a batear en una ocasión y asistió en dos outs. Fue el jugador con más turnos al bat en la American League en esa temporada (735).^[9]​^[25]​^[26]​ Fue el tercer lugar de la liga en bases robadas (35).^[26]​ Su promedio defensivo fue de .979 y lideró a los segunda base en jugadas de doble play (119).^[9]​^[27]​

Alomar jugó los 162 juegos en 1971, liderando la MLB en turnos al bat (739) y bateos (689). Tuvo su mejor promedio de bateo en una temporada con .260, además de su mayor cantidad de cuadrangulares (4), RBI (42) y bases robadas (39).^[9]​ Volvió a ser el tercer lugar de la AL en bases robadas.^[28]​ Tuvo también una marca personal en promedio defensivo con .989, el segundo mejor de la AL en la posición de segunda base.^[29]​^[9]​

En 1972 Alomar volvió a ser el titular de los Angels en la ssegunda base donde jugó en 155 partidos.^[30]​ Su promedio de bateo fue de .239 en 660 turnos al bat. Su promedio defensivo fue de .979 y sus 154 partidos como segunda base fue la mayor cantidad de partidos para la posición en la temporada.^[9]​^[31]​

Alomar jugó 648 partidos seguidos con los Angels del 16 de mayo de 1969 al 20 de mayo de 1973 y sus compañeros lo conocían como el "Iron Pony".^[32]​ Se reportó que no jugó el 28 de julio de 1972 pero el box score reportó que no fue titular, pero que sí jugó el partido.^[33]​^[34]​ Alomar jugó 110 partidos en la segunda base y 31 como shortstop en 1973, su promedio de bateo fue de .238. En esa temporada tuvo menos de 500 turnos al bat desde que llegó a los Angels.^[9]​

En 1974 fue reemplazado por Denny Doyle en la segunda base con los Angels. Luego de jugar solo 46 partidos y con menos de 60 turnos al bat, los Angels lo vendieron a los New York Yankees a inicios de julio de 1974.^[35]​^[36]​^[2]​ Fue el segunda base titular de los Yankees en 76 partidos. Su promedio de bateo fue de .269 y su promedio defensivo fue de .977 como segunda base.^[37]​^[9]​ Se mantuvo como titular de los Yankees en 1975, su promedio de bateo fue de .239 con 61 carreras anotadas.^[38]​ Lideró al AL en promedio defensivo como segunda base en 1975 (.985).^[39]​

Alomar a ser el suplente en 1976 de Willie Randolph, pero también jugó en otras posiciones.^[9]​^[40]​ Los Yankees ganaron el título de la AL en la serie en cinco partidos a los Kansas City Royals, antes de ser barridos en cuatro partidos por los Cincinnati Reds en la Serie Mundial de 1976.^[41]​^[42]​ Fue la única ocasión en la que Alomar bateo en playoff, con los Yankees en el juego 4 ante los Royals.^[43]​ Alomar entró como corredor emergente por el bateador designado Carlos May en el juego 5, pero lo sacaron al intentar robar segunda base por el catcher Buck Martinez.^[44]​^[45]​

Al terminar la temporada de 1976 los Yankees cambiaron a Alomar a los Texas Rangers por Greg Pryor, Brian Doyle y dinero.^[2]​ Jugó dos años con los Rangers como bateador designado y como reserva. Los Rangers liberaron a Alomar al terminar la temporada de 1978.^[9]​^[2]​ En su carrera Alomar fue un gran jugador defensivo. Defendía bien los batazos pero su lanzamiento a la base era muy pobre. Alomar podía jugar de Infielder y outfielder. Alomar tuvo un promedio de bateo de por vida de .245 con 13 cuadrangulares y 282 RBI en 1,481 partidos.^[9]​ Era un gran bateador de toques de sacrificio. Alomar era inteligente y agresivo en base, robó 227 bases en 307 intentos, con efectividad de 73.941%, el 304° de la lista de todos los tiempos (hasta 2024).^[46]​

Alomar también jugó en la Liga de Béisbol Profesional Roberto Clemente durante el periodo invernal.^[5]​^[17]​

Al retirarse como beisbolista, Alomar pasó a ser mánager en su país. Trabajó con los Chicago Cubs, dirigió a los Senadores de San Juan en la Liga de Béisbol Profesional Roberto Clemente, donde entrenó a su hijo Roberto.^[47]​^[48]​ Dirigió a varios equipos en la liga invernal, donde dirigió a sus hijos Sandy Jr. y Roberto.^[49]​ También dirigió a la selección nacional de Puerto Rico.^[50]​ Dirigió a equipos de la Gulf Coast Cubs de 1995 a 1996. En la MLB dirigió a los Chicago Cubs (2000-02), Colorado Rockies (2003-04) y San Diego Padres.^[51]​^[52]​^[53]​

Alomar empezó a trabajar con los Padres en las ligas menores en 1984, y en 1985 Alomar dirigió a sus hijos en el filial Single-A Charleston Rainbows.^[50]​^[54]​ Alomar fue coach de tercera base de los Padres de 1986 a 1990, y dirigió a Sandy Jr. en ocho partidos con los Padres en 1988-89, y a Roberto con los Padres por tres años (1988-90).^[50]​^[55]​^[56]​

En 2004 Alomar fue contratado por los New York Mets como coach de banca, y luego pasó a ser coach de primera base en 2005. En 2007 pasó a ser coach de tercera base. El 17 de junio de 2008 el mánager de los Mets Willie Randolph fue despedido. El coach de banca Jerry Manuel fue nombrado mánager, y Alomar volvió a ser coach de banca.^[51]​^[57]​^[58]​ En 2009}} Alomar se fue de los Mets y fue reemplazado por Dave Jauss.^[59]​^[60]​

Alomar y su esposa María tuvieron tres hijos, incluyendo a Sandy Jr. y Roberto. Alomar tuvo como compañero de equipo en los Rangers a Bobby Bonds en 1976. Los hijos de Alomar se convirtieron en profesionales.^[5]​^[61]​^[50]​^[62]​ En sus 20 años de carrera profesional, Sandy Jr. fue seis veces All-Star como catcher, y novato del año en 1990.^[55]​ Roberto se convirtió en miembro del Salón de la Fama del Béisbol como segunda base.^[63]​ Fue 12 veces All-Star en 17 años de carrera, su promedio de bateo de por vida fue de .300, ganó 10 Gold Glove Awards y dos anillos de Serie Mundial.^[56]​

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• Sandy Alomar Sr. en Internet Movie Database (en inglés).