На 19 януари 1249 година се жени за Виоланта Арагонска (ок. 1236 – 1301), дъщеря на краля на Арагон, Хайме I Арагонски и Йоланда Унгарска. Поради крехката си възраст няколко години подред Виоланта не успява да роди деца на съпруга си, което кара Алфонсо X първоначално да мисли, че съпругата му е безплодна, и дори да обсъжда вариант за разтрогване на брака им с папска благословия. Според легендата, кралските лекари препоръчват на кралицата дълга почивка срещу безплодието. Малко след превземането на Аликанте, Виоланта и съпругът ѝ се усамотяват в едно имение близо до града, където Виоланта успява да зачене първото си дете. В чест на случая, кралят решава да нарече мястото Pla del bon repos („Полето на добрия сън“) – име, което продължава да се използва и днес и е име на едно от предградията на Аликанте.
През 1254 година Алфонсо X жени сестра Елинор Кастилска за английския престолонаследник Едуард, като се отказва от претенциите за трона на Аквитания. През 1257 година е избран от една от съперничещите си фракции за крал на римляните, но не изпълнява тези функции, макар че до 1275 година формално поддържа претенциите си за поста.
Алфонсо X е известен със своята образованост и подкрепата, която оказва на различни учени, например при съставянето на астрономическите Алфонсови таблици. Самият крал пише стихове на галисийски, като приписвания му сборник „Химни на Дева Мария“, и изиграва важна роля за превръщането на кастилския в книжовен език. Той съставя и първия испански правен кодекс „Сиете Партидас“, оказал силно влияние върху правната традиция в целия испаноезичен свят.
Алфонсо загубва почти 20 години в опита си да стане император на Свещената Римска империя, противодействайки на английския претендент — Ричард, граф Корнуолски; докато последният не умира през 1272 година и папа Григорий X не убеждава Алфонсо да се откаже от тези претенции.
На Алфонсо не се удава да завърши кръстоностия поход, започнат от неговия баща Фернандо III против маврите в Южна Испания. Опитите да установи правово еднообразие и да увеличи налозите го правят непопулярен.
През 1275 година неочаквано умира неговият по-голям син, Фернандо де ла Серда. По закон, установен от Алфонсо X, наследник на кралската корона следва да стане по-големият от двамата непълнолетни сина на Фернандо – Алфонсо. Започват конфликти по повод престолонаследието подбуждани от сина на Алфонсо, Санчо IV, който вдига въстание през 1282 година и изолира Алфонсо в Севиля. Санчо се опира на недоволната от краля аристокрация. Той се позовава на древния закон, по който наследник става най-близкият родственик на краля, а така също твърди, че не следва да се прави крал непълнолетен. За да привлече на своя страна аристокрацията, той им обещава привилегии. Налага се Алфонсо X да отстъпи пред сина си. Той внася изменения в закона за престолонаследието, признавайки за наследник Санчо, лишавайки от права синовете на Фернандо де ла Серда.
Алфонсо X умира на 4 април1284 година в Севиля. Наследява го неговият втори син Санчо IV (Кастилия).
Ballesteros Beretta, Antonio (1984). Alfonso X el Sabio (2ª edición). Barcelona: Ediciones El Albir, S.A. ISBN 978-84-7370-069-6.
Coulston Gillispie, Charles (1981). Dictionary of Scientific Biography (en inglés) 9. New York: Charles Scribner's sons. ISBN 9780684151441.
Gaibrois Riaño de Ballesteros, Mercedes (1922 – 1928). Revista de achivos, bibliotecas y museos, ed. Historia del reinado de Sancho IV de Castilla. 3 volúmenes (1ª edición). Madrid: Editorial Voluntad. 5332259.
Gaibrois Riaño de Ballesteros, Mercedes (1967). María de Molina, tres veces reina (1ª edición). Madrid: Espasa Calpe. Colección Austral nº 1411.
García de la Fuente, Arturo (1935). Los Castigos e documentos del rey don Sancho IV el Bravo. Estudio preliminar de una edición crítica de esta obra. San Lorenzo del Escorial (Madrid).
Gómez Moreno, Manuel (1946). Instituto Diego Velázquez. Consejo Superior de Investigaciones Científicas, ed. El Panteón de las Huelgas Reales de Burgos. Madrid.
González, Julio (1986). Reinado y diplomas de Fernando III. III Documentos (1233 – 1253). Córdoba: Publicaciones del Monte de Piedad y Caja de Ahorros de Córdoba.ISBN 84-7580-260-5.
González Jiménez, Manuel (octubre de 2004). Alfonso X el Sabio (1ª edición). Barcelona: Editorial Ariel S.A. ISBN 84-344-6758-5.
Herrero Sanz, María Jesús (2004). Reales Sitios de España. Patrimonio Nacional, ed. Guía Santa María la Real de Huelgas. Burgos. Madrid. ISBN 84-7120-337-5.
Ibáñez de Segovia Peralta y Mendoza, Gaspar; Marqués de Mondejar (1777). Joachin Ibarra, ed. Memorias históricas del Rei D. Alonso el Sabio i observaciones a su chronica. Madrid.
Loaysa, Jofré de; García Martínez, Antonio (1982). Academia Alfonso X el Sabio, Colección Biblioteca Murciana de bolsillo nº 27, ed. Crónicas de los Reyes de Castilla Fernando III, Alfonso X, Sancho IV y Fernando IV (1248 – 1305). Latín y castellano (2ª edición). Murcia. ISBN 84-00-05017-7.
Martin, Georges; Fernández-Ordóñez, Inés (2000). La historia alfonsí: el modelo y sus destinos (siglos XIII-XV. Madrid: Casa de Velázquez. ISBN 9788495555014.
Martínez Díaz, Gonzalo (2000). „La conquista de Andujar: su integración en la Corona de Castilla“. Boletín del Instituto de Estudios Giennenses (Jaén: Instituto de Estudios Giennenses) (176): pp. 633 – 634. ISSN 0561 – 3590.
Mariana, Juan de (1855). Imprenta y librería de Gaspar y Roig, editores, ed. Historia General de España (Reedición edición). Madrid.
Menéndez Pidal de Navascués, Faustino (1982). Seria: Heráldica medieval española. „La Casa Real de Castilla y León“. Hidalguía. ISBN 8400051505.
Menezo Otero, Juan José (2005). Reinos y Jefes de Estado desde el 712 (5ª edición). Madrid: Historia Hispana. ISBN 84-604-9610-4.
O'Callaghan, Joseph F. (1983). A history of medieval Spain. Cornell University Press. p. 369. ISBN 9780801492648.
O'Callaghan, Joseph F. (1996). El Rey Sabio. Sevilla: Universidad. ISBN 978-84-472-0318-5.
Ortiz de Zúñiga, Diego; Antonio María Espinosa y Carzel (1795). Anales Eclesiásticos Y Seculares De La Muy Noble Y Muy Leal Ciudad De Sevilla. Sevilla: Imprenta Real.
Pérez Algar, Félix (1997). Alfonso X el Sabio: Biografía. Madrid: Studium Generalis. ISBN 84-605-6339-1.
Salvador Martínez, H (2003). Alfonso X el Sabio (1ª edición). Madrid: Ediciones Polifemo. ISBN 9788486547660.
Valdeón Baruque, Julio (2003). Alfonso X: la forja de la España moderna (1ª edición). Ediciones Temas de Hoy, S.A. ISBN 84-8460-277-X.
Valle Curieses, Rafael del (2000). María de Molina: el soberano ejercicio de la concordia (1260 – 1321). Madrid: Alderabán. ISBN 84-95414-03-1.
Ybarra y López-Dóriga, Fernando de, Marqués de Arriluce de Ybarra (1997). Real Academia Sevillana de Buenas Letras, ed. Un largo siglo de amores y desamores en el Alcázar de Sevilla (1248 – 1368) (1ª edición). Sevilla. ISBN 84-8093-016-0.