Beskedet kommer bara dagen efter att Chelsea, under ledning av interimtränaren Calum McFarlane, förlorat FA-cupfinalen mot Manchester City med 0–1.
Den tidigare stormittfältaren har tackat ja till att träna Chelsea i fyra år framöver.
"Chelsea är en av de största klubbarna i fotbollens värld och det är en enorm stolthet att bli tränare för denna fantastiska klubb”, säger han i ett uttalande på klubbens sajt.
Den senaste ordinarie huvudtränaren i Chelsea var Liam Rosenior, som fick sparken tidigare i år efter bara 23 matcher vid rodret.
Alonso har tidigare tränat Real Madrid och Bayer Leverkusen.
