Hijo primogénito de Fernando III, a quien sucedió en 1252, ya como infante conquistó el reino de Murcia (1241). En 1246, contrajo matrimonio con doña Violante de Aragón, hija de Jaime I el Conquistador. Reanudó la ofensiva contra los musulmanes tomando plazas como Jerez, Lebrija, Niebla y Cádiz.

En 1264 tuvo que hacer frente a una importante revuelta de los mudéjares de Murcia y el valle del Guadalquivir. Como hijo de Beatriz de Suabia, aspiró al trono del Sacro Imperio Romano Germánico, proyecto al que dedicó más de la mitad de su regencia sin obtener éxito alguno. Los últimos años de su reinado fueron especialmente sombríos, debido al conflicto sucesorio provocado por la prematura muerte de Fernando de la Cerda, su primogénito, que desembocó en una rebelión abierta del infante Sancho y de gran parte de la nobleza.

Alfonso X, llevó a cabo una activa y beneficiosa política económica, reformando la moneda y la hacienda, concediendo numerosas ferias y reconociendo al Honrado Consejo de la Mesta, asociación de pastores a la que otorgó importantes privilegios.