Vào tháng 11, Alexander-Arnold được Liverpool ký hợp đồng dài hạn. Anh có pha kiến tạo đầu tiên trong trận thắng 2-0 trước Leeds United ở EFL Cup. Vào ngày 14 tháng 12, anh có trận ra mắt Premier League khi vào sân thay người trong trận thắng 3-0 trước Middlesbrough. Ngày 15 tháng 1 năm 2017, anh có trận đá chính đầu tiên của mình cho Liverpool tại Premier League ở trận hòa 1-1 với Manchester United. Đến cuối mùa giải, Alexander-Arnold đã ra sân tổng cộng 12 lần trên mọi đấu trường và được vinh danh là Cầu thủ trẻ xuất sắc nhất mùa giải của Liverpool và cũng được đề cử cho giải Cầu thủ xuất sắc nhất mùa giải Premier League 2.

Mùa giải 2017-18

Trong quá trình chuẩn bị cho mùa giải 2017–18, hậu vệ phải Clyne dính chấn thương lưng nghiêm trọng, điều này tạo cơ hội cho Alexander-Arnold cùng Joe Gomez được ra sân trong giai đoạn đầu của mùa giải. Vào ngày 15 tháng 8 năm 2017, anh ghi bàn thắng đầu tiên cho câu lạc bộ từ một quả đá phạt trực tiếp trong trận thắng 2-1 ở vòng play-off Champions League trước đội Bundesliga 1899 Hoffenheim. Bàn thắng đó đã giúp anh trở thành cầu thủ trẻ thứ ba ghi bàn trong trận ra mắt châu Âu cho Liverpool, sau Michael Owen và David Fairclough. Alexander-Arnold tiếp tục có bàn thắng thứ 2 khi ghi bàn trong chiến thắng 7–0 tại Champions League trước Maribor vào ngày 17 tháng 10. Đây là trận thắng sân khách đậm nhất từ ​​​​trước đến nay ở Champions League và là trận thắng sân khách đậm nhất của một câu lạc bộ Anh. Anh có bàn thắng đầu tiên ở Premier League cho Liverpool vào ngày 26 tháng 12 trong chiến thắng 5–0 trên sân nhà trước Swansea City.

Alexander-Arnold góp mặt trong trận tứ kết Champions League gặp Manchester City và giúp Liverpool giành chiến thắng 3-0. Sau trận, anh được vinh danh là cầu thủ xuất sắc nhất và nhận được lời khen ngợi từ giới truyền thông vì khả năng vô hiệu hóa cầu thủ chạy cánh Leroy Sané của Man City. Vào ngày 10 tháng 5, anh giành giải Cầu thủ trẻ xuất sắc nhất mùa của Liverpool trong mùa giải thứ hai. Cuối tháng đó, anh trở thành cầu thủ Liverpool trẻ nhất đá chính trong trận chung kết Champions League khi có tên trong đội hình xuất phát trước nhà đương kim vô địch Real Madrid. Alexander-Arnold được giao nhiệm vụ theo kèm Cristiano Ronaldo. Mặc dù thể hiện rất tốt trong trận đấu nhưng anh không thể giúp Liverpool giành chiến thắng và đành về nhì khi thua Real Madrid với tỉ số 1-3. Sau khi kết thúc mùa giải, Alexander-Arnold ghi được 3 bàn sau 33 lần ra sân trên mọi đấu trường. Anh được đề cử cho giải Cậu bé vàng nhưng chỉ xếp vị trí á quân khi thua hậu vệ của CLB Ajax là Matthijs de Ligt.

Mùa giải 2018-19

Ngày 15 tháng 9 năm 2018, Alexander-Arnold có trận đấu thứ 50 cho Liverpool trong chiến thắng 2-1 trước Tottenham tại Premier League. Ngày 24 tháng 11 năm 2018, anh lại có thêm một bàn thắng từ đá phạt trực tiếp, lần này là trong trận thắng Watford 3-0.

Ngày 27 tháng 2 năm 2019, Alexander-Arnold trở thành cầu thủ trẻ nhất trong lịch sử Premier League có ba đường chuyền thành bàn trong một trận đấu, để giúp các đồng đội Sadio Mané (cú đúp) và Virgil van Dijk lập công trong trận thắng 5-0 trước Watford. Đến ngày 5 tháng 4, anh trở thành cầu thủ trẻ thứ 5 trong lịch sử Liverpool đạt đến cột mốc 50 trận tại Premier League khi ra sân trong trận thắng Southampton 3-1. Đến cuối tháng 4, anh được Hiệp hội cầu thủ chuyên nghiệp Anh (PFA) chọn vào vị trí hậu vệ cánh phải trong Đội hình tiêu biểu của Premier League mùa giải 2018-2019.

Ngày 4 tháng 5, trong trận thắng Newcastle United 3-2, Alexander-Arnold có hai pha kiến tạo để nâng tổng số kiến tạo của mình lên 11, con số kỷ lục trong một mùa giải của một hậu vệ. Người đồng đội của anh tại Liverpool Andrew Robertson cũng có con số kiến tạo tương tự. Tuy nhiên trong trận này anh may mắn thoát thẻ đỏ trực tiếp dù có pha dùng tay cản bóng trong bàn thắng đầu tiên của Newcastle. Ba ngày sau đó, anh có hai pha kiến tạo trong cuộc lội ngược dòng không tưởng giúp Liverpool đánh bại Barcelona ở lượt về bán kết kết Champions League với tổng tỷ số 4-3 (lượt đi thua 0-3) và có lần thứ 2 liên tiếp góp mặt tại chung kết. Ở pha kiến tạo thứ hai ấn định tỷ số 4-0, Alexander-Arnold ra vẻ sẽ không thực hiện quả phạt góc mà nhường cho Xherdan Shaqiril nhưng nhận thấy các cầu thủ Barcelona mất tập trung ở tình huống tổ chức phòng ngự phạt góc nên anh bất ngờ thực hiện quả đá phạt nhanh chuyền ngang vào trong cho Divock Origi đệm lòng ghi bàn.

Tại vòng đấu thứ 38 của Premier League 2018-19, Alexander-Arnold tạt bóng để Mané ấn định tỷ số 2-0 trước Wolverhampton Wanderers, giúp anh phá kỷ lục kiến tạo của một cầu thủ phòng ngự tại Ngoại hạng Anh (12 kiến tạo). Tuy nhiên Liverpool không thể đăng quang tại Ngoại hạng Anh do kém Manchester City 1 điểm. Alexander-Arnold trở thành cầu thủ trẻ nhất xuất phát hai lần trong trận chung kết UEFA Champions League khi vào sân ngay từ đầu trận đấu với Tottenham. Liverpool giành chức vô địch Champions League/Cup C1 thứ sáu trong lịch sử sau chiến thắng 2-0 và cá nhân Alexander-Arnold có tên trong đội hình tiêu biểu của giải đấu.

Mùa giải 2019-20

Alexander-Arnold bắt đầu mùa giải 2019–20 bằng pha kiến ​​tạo cho Origi ghi bàn trong chiến thắng 4–1 trước Norwich City. Anh trở thành cầu thủ thứ tám trong kỷ nguyên Premier League có pha kiến ​​tạo trong 5 trận liên tiếp và là người đầu tiên làm được điều này cho Liverpool. Anh góp mặt trong các chiến thắng tiếp theo trước Southampton và Arsenal. Tại trận Siêu Cúp châu Âu gặp Chelsea, anh thực hiện thành công loạt sút luân lưu của mình và giúp Liverpool giành chiến thắng. Anh ghi bàn thắng đầu tiên ở mùa giải trong trận thắng 2-1 trước The Blues từ một tình huống cố định, bàn thắng này của anh được đề cử là Bàn thắng đẹp nhất tháng tại Premier League. Tháng sau, anh được đề cử cho giải Ballon d'Or 2019, cùng với 6 đồng đội ở Liverpool.

Vào ngày 2 tháng 11, ở tuổi 21 và 26 ngày, anh trở thành cầu thủ trẻ thứ tư đạt 100 lần ra sân cho Liverpool, sau Owen, Sterling và Fowler và đánh dấu sự kiện này bằng việc kiến ​​tạo cho Mané ghi bàn ấn định chiến thắng 2-1 trước Aston Villa. Đúng một tháng sau, anh được bầu chọn là cầu thủ xuất sắc thứ 19 thế giới tại lễ trao giải Ballon d'Or và là hậu vệ cánh có thứ hạng cao nhất. Sau đó, anh có trận ra mắt FIFA Club World Cup trong chiến thắng 2-1 của Liverpool trước đương kim vô địch CONCACAF Monterrey và kiến ​​tạo giúp Roberto Firmino ấn định chiến thắng trong thời gian bù giờ sau khi vào sân thay cho James Milner. Ba ngày sau, anh đá chính và chơi trọn 120 phút khi Liverpool lên ngôi vô địch lần đầu tiên trong lịch sử câu lạc bộ sau chiến thắng 1–0 sau hiệp phụ trước nhà vô địch Copa Libertadores Flamengo.

Sau khi trở về từ Qatar, Alexander-Arnold đã góp công lớn khi giúp Liverpool đánh bại Leicester City với tỷ số 4-0. Ở trận này, anh ghi một bàn, kiến ​​tạo hai bàn và giành được một quả phạt đền do Milner thực hiện. Anh nhận được giải thưởng Cầu thủ xuất sắc nhất tháng của Premier League và trở thành hậu vệ cánh đầu tiên giành được danh hiệu này kể từ Micah Richards năm 2007. Sang đầu năm 2020,  anh có tên trong Đội hình tiêu biểu năm 2019 của UEFA. Alexander-Arnold sau đó đóng vai chính trong chiến thắng 2-1 của Liverpool trước Wolves khi câu lạc bộ kéo dài chuỗi trận bất bại tại giải đấu lên 40 trận.

Mùa giải tạm thời bị dừng từ tháng 3 đến tháng 6 do sự bùng phát của đại dịch COVID-19, sau đó Alexander-Arnold đã giúp Liverpool giành chức vô địch giải đấu đầu tiên sau 30 năm và là chức vô địch đầu tiên trong kỷ nguyên Premier League. Với những đóng góp của mình trong mùa giải, anh đã được trao giải Cầu thủ trẻ xuất sắc nhất mùa giải Premier League, giành được danh hiệu Cầu thủ trẻ xuất sắc nhất năm của PFA và có tên trong Đội hình PFA của năm.

Mùa giải 2020-21

Alexander-Arnold tiếp tục thi đấu nổi bật trong mùa giải 2020–21. Vào ngày 9 tháng 12, anh trở thành cầu thủ trẻ nhất đeo băng đội trưởng Liverpool ở giải đấu châu Âu và người trẻ thứ ba trong tất cả các giải đấu mà CLB góp mặt. Cuối tháng đó, anh có tên trong FIFA FIFPro Men's World 11 cùng với các đồng đội Alisson, Van Dijk và Thiago.

Tuy nhiên, phong độ của cả anh và câu lạc bộ đều sa sút trong nửa sau của mùa giải. Anh không được triệu tập lên tuyển Anh cho các trận ở vòng loại World Cup. Sau thời gian FIFA Days, ở trận thua 1-3 trước Real Madrid tại Champions League, anh bị chỉ trích vì mắc lỗi phòng ngự. Ở Premier League, phong độ của anh được cải thiện và anh ấy được khen ngợi vì màn trình diễn ấn định chiến thắng trong trận đấu với Arsenal và Aston Villa. Anh lọt vào danh sách rút gọn cho giải thưởng Cầu thủ xuất sắc nhất tháng tư của Premier League. Tháng tiếp theo, anh kiến ​​tạo trong chiến thắng trên sân khách trước Manchester United. Đây là lần đầu sau 7 năm Liverpool giành chiến thắng ở Old Trafford. Anh kiến tạo giúp thủ môn Becker đánh đầu ghi bàn sau quả phạt góc ở phút 94 để đánh bại West Bromwich Albion.

Mùa giải 2021-22

Vào ngày 30 tháng 7, Alexander-Arnold ký hợp đồng dài hạn mới với Liverpool. Vào ngày 16 tháng 12, Alexander-Arnold ghi bàn thắng thứ ba cho Liverpool trong chiến thắng 3–1 trên sân nhà trước Newcastle United với cú sút từ cự ly 25m vào góc trên bên trái khung thành, đây là trận thắng thứ 2.000 của Liverpool ở giải đấu cao nhất và là câu lạc bộ đầu tiên ở Lịch sử nước Anh đạt đến cột mốc này. Vào tháng 5 năm 2022, sau chiến thắng của Liverpool trước Chelsea ở trận chung kết FA Cup 2022, Alexander-Arnold trở thành cầu thủ trẻ nhất khi chơi cho một câu lạc bộ Anh (23 tuổi 219 ngày) từng giành được 6 danh hiệu lớn, cụ thể là FIFA Club World Cup, UEFA Champions League, UEFA Super Cup, Premier League, FA Cup và League Cup. Alexander-Arnold đứng thứ 22 trong Quả bóng vàng 2022 khi Liverpool suýt chút nữa giành được cú ăn bốn lịch sử, cán đích ở vị trí thứ 2 tại Premier League và một lần nữa thua Real Madrid trong trận chung kết Champions League. Alexander-Arnold được chọn vào Đội hình tiêu biểu Champions League mùa giải 2021-22.

Mùa giải 2022-23

Ở mùa giải này, huấn luyện viên Jürgen Klopp đã quyết định chuyển Alexander-Arnold sang đá hậu vệ trái. Sự chuyển đổi này được chứng minh là chất xúc tác cho việc cải thiện phong độ cá nhân và câu lạc bộ. Vào ngày 17 tháng 4 năm 2023, Alexander-Arnold có pha kiến ​​tạo thứ 50 ở Premier League trong chiến thắng trước Leeds United. Vào ngày 30 tháng 4 năm 2023, Alexander-Arnold trở thành người đầu tiên có 2 lần kiến ​​tạo bàn thắng trong 5 trận liên tiếp ở Premier League. Tuy nhiên, vào cuối mùa giải 2022–23, Liverpool bị loại khỏi UEFA Champions League.

Mùa giải 2023-24

Vào ngày 31 tháng 7 năm 2023, sau sự ra đi của James Milner, Alexander-Arnold được bổ nhiệm làm đội phó mới của Liverpool. Vào ngày 25 tháng 11 năm 2023, anh ghi bàn thắng đầu tiên trong mùa giải 2023–24, đó là bàn gỡ hòa vào lưới Manchester City trong trận hòa 1-1 tại Sân vận động Etihad.

Vào ngày 7 tháng 1 năm 2024, trong một trận đấu với Arsenal, Alexander-Arnold bị giãn cơ đầu gối, khiến anh bị rách một chút ở dây chằng bên. Anh phải nghỉ khoảng ba tuần sau chấn thương. Vào ngày 10 tháng 2 năm 2024, anh đã kiến ​​tạo cho Diogo Jota ghi bàn thắng vào lưới Burnley và trở thành hậu vệ có nhiều pha kiến ​​tạo nhất trong lịch sử Premier League, vượt qua người đồng đội tại Liverpool là Andrew Robertson.

Mùa giải 2024-25

Vào ngày 17 tháng 8 năm 2024, Arnold ra sân trong trận mở màn Ngoại hạng Anh với chiến thắng 2-0 giành cho Liverpool trước đội tân binh Ipswich Town. Ngày 18 tháng 9, anh cũng góp mặt ở trận thắng 3-1 trước AC Milan ở lượt trận đầu tiên vòng bảng UEFA Champions League.

2.2. Sự nghiệp thi đấu quốc tế

Đội trẻ

Alexander-Arnold đã đại diện cho Anh ở nhiều cấp độ trẻ khác nhau và góp mặt tại Giải vô địch bóng đá U-17 thế giới 2015 ở Chile. Anh cũng ghi ba bàn cho đội U19 Anh, bao gồm một cú đúp vào lưới Croatia và một bàn khác vào lưới Tây Ban Nha, giúp U19 Anh giành quyền tham dự Giải vô địch U19 châu Âu 2017 của UEFA. Anh đã không góp mặt tại giải đấu vì Liverpool đã đạt được thỏa thuận với U19 Anh để Alexander-Arnold nghỉ ngơi trước  mùa giải. Tam sư đã đánh bại Bồ Đào Nha trong trận chung kết để giành chức vô địch đầu tiên của họ. Một tháng sau giải đấu, Alexander-Arnold lần đầu tiên được gọi vào đội U21 Anh tham dự vòng loại Giải vô địch U21 châu Âu 2019 gặp Hà Lan và Latvia. Anh có trận ra mắt trong chiến thắng 3–0 trước Latvia. Anh có thêm hai lần ra sân nữa cho đội U21 trước khi được lên ĐTQG và củng cố vị thế của mình tại đây.

Đội tuyển quốc gia

Vào tháng 3 năm 2018, khi còn là thành viên của đội U21, Alexander-Arnold lần đầu tiên được mời đến tập luyện cùng đội tuyển quốc gia trước các trận giao hữu với Ý và Hà Lan. Anh được triệu tập lần đầu tiên vào tháng 5 năm 2018 khi có tên trong đội hình của Gareth Southgate tham dự FIFA World Cup 2018. Trận ra mắt của anh diễn ra vào ngày 7 tháng 6 năm 2018, khi anh được đá chính trong trận giao hữu với chiến thắng 2–0 trước Costa Rica tại Elland Road. Alexander-Arnold sau đó có trận ra mắt World Cup vào ngày 28 tháng 6, trong trận thua 0-1 ở vòng bảng trước Bỉ, sau khi cả hai đội đã chắc chắn vượt qua vòng bảng. Anh trở thành cầu thủ tuổi teen thứ tư đá chính cho đội tuyển Anh tại World Cup. Sau trận đấu đó, vị trí hậu vệ phải do Kieran Trippier đảm nhiệm và Alexander-Arnold không được ra sân lần nào cho đến khi kết thúc giải đấu với kết quả ĐT Anh giành được vị trí thứ tư, khi Tam sư để thua Bỉ ở trận tranh hạng ba.

Vào ngày 15 tháng 11 năm 2018, trong một trận giao hữu quốc tế được tổ chức để vinh danh Wayne Rooney, Alexander-Arnold đã ghi bàn thắng quốc tế đầu tiên giúp đội tuyển Anh giành chiến thắng 3–0 trước Hoa Kỳ tại Sân vận động Wembley. Anh trở thành cầu thủ Liverpool trẻ nhất (20 tuổi 39 ngày) kể từ Michael Owen năm 1999 ghi bàn cho đội tuyển quốc gia. Vào tháng 6 năm 2019, anh là thành viên của đội tuyển Anh đứng thứ ba tại UEFA Nations League. Hai năm sau, anh có tên trong đội hình 26 người của Anh tham dự UEFA Euro 2020 nhưng buộc phải rút lui 8 ngày trước khi giải đấu bắt đầu sau khi dính chấn thương đùi trong trận giao hữu trước giải đấu với Áo.

Vào ngày 10 tháng 11 năm 2022, anh có tên trong danh sách 26 người của Anh tham dự FIFA World Cup 2022. Anh có một lần ra sân trước Wales ở vòng bảng.

Vào ngày 16 tháng 6 năm 2023, Alexander-Arnold ghi một bàn thắng từ xa trong chiến thắng 4–0 ở vòng loại UEFA Euro 2024 trước Malta.

Vào ngày 3 tháng 6 năm 2024, trong trận giao hữu trước thềm Euro 2024 với Bosnia & Herzegovina, Alexander-Arnold đã ghi bàn thắng thứ hai cho đội tuyển Anh và được vinh danh là Cầu thủ xuất sắc nhất trận khi đội giành chiến thắng 3–0. Ba ngày sau, anh có tên trong đội hình 26 người của Anh tham dự UEFA Euro 2024.

Alexander-Arnold chơi trận mở màn Euro 2024 với trò là tiền vệ trung tâm cùng với Declan Rice. Ở trận này, ĐT Anh đánh bại Serbia với tỷ số 1–0 và anh rời sân ở phút 69 để nhường chỗ cho Conor Gallagher. Trong trận tiếp theo gặp Đan Mạch, Gallagher cũng lại là người thay thế sau khi Alexander-Arnold rời sân ở phút thứ 54.

Trong trận cuối vòng bảng gặp Slovenia, Alexander-Arnold ngồi dự bị và chỉ vào sân thay thế Kieran Trippier ở 6 phút cuối cùng. Trận tứ kết với Thụy Sĩ, Alexander-Arnold vào sân thay cho Phil Foden ở phút thứ 25 của hiệp phụ và ghi bàn thắng quyết định thứ năm của ĐT Anh trong loạt sút luân lưu. Kết thúc giải đấu, Alexander-Arnold cùng với ĐT Anh chỉ về nhì khi để thua Tây Ban Nha ở trận chung kết.

3. Phong cách thi đấu

Với phạm vi chuyền bóng, tạt bóng và hỗ trợ, Alexander-Arnold được coi là một trong những hậu vệ phải xuất sắc nhất thế giới, mặc dù anh không được tốt trong việc phòng ngự.

Trong những năm đầu sự nghiệp, anh nổi lên như một trong những cầu thủ sáng tạo nhất của Premier League nhờ vai trò kiến ​​tạo bàn thắng từ những quả tạt sớm và những pha giao bóng cố định. Anh sở hữu phạm vi chuyền bóng ấn tượng, điều này được cho là nhờ sự phát triển của anh với tư cách là một tiền vệ trong thời gian ở học viện trẻ của Liverpool và là một trong những chuyên gia sút phạt cố định được chỉ định của Liverpool cho các tình huống bóng chết kể từ mùa giải 2017–18.

Thói quen sút phạt cố định của anh, bao gồm lùi về sau ba bước và một bước sang phải, đã được ví như thói quen của cựu cầu thủ bóng bầu dục liên hiệp Jonny Wilkinson. Kỹ thuật và trí thông minh của Alexander-Arnold trong các tình huống bóng chết đã được Gary Lineker và Cesc Fàbregas đặc biệt khen ngợi sau khi anh kiến ​​tạo bàn thắng quyết định trong trận bán kết Champions League 2018–19 bằng cách thực hiện một quả phạt góc được thực hiện nhanh chóng trong khi các cầu thủ đối phương quay lưng lại.

Dưới thời huấn luyện viên Liverpool Jürgen Klopp, người có chiến thuật đặt trách nhiệm sáng tạo lên vai các hậu vệ cánh của câu lạc bộ, Alexander-Arnold chủ yếu được triển khai ở cánh phải, nơi anh chạy chồng biên, chuyển đổi lối chơi, độ chính xác của những quả tạt và tốc độ làm việc khi theo kèm giúp anh trở thành một nhân vật quan trọng trong lối chơi pressing tầm cao.

4. Thống kê sự nghiệp

4.1. Thống kê sự nghiệp CLB

- Tính đến trận gần nhất ngày 23/12/2024

4.2. Thông kê sự nghiệp quốc tế

- Tính đến trận gần nhất ngày 13/10/2024

Bàn thắng ghi cho ĐTQG

5. Danh hiệu của Alexander-Arnold

5.1. Danh hiệu CLB

Liverpool

• Premier League: 2019–20
• FA Cup: 2021–22
• EFL Cup: 2021–22
• FA Community Shield: 2022
• UEFA Champions League: 2018–19 (vô địch), 2017–18 (á quân), 2021–22 (á quân)
• UEFA Super Cup: 2019
• FIFA Club World Cup: 2019

5.2. Danh hiệu ĐTQG

ĐTQG Anh

• UEFA European Championship (á quân): 2024
• UEFA Nations League (hạng ba): 2018–19

5.3. Danh hiệu cá nhân

• Liverpool Young Player of the Season: 2016–17, 2017–18
• PFA Team of the Year: 2018–19 Premier League, 2019–20 Premier League, 2021–22 Premier League
• PFA Young Player of the Year: 2019–20 Premier League
• UEFA Champions League Team of the Season: 2018–19, 2021–22
• FIFA FIFPro World11: 2020
• Premier League Player of the Month: December 2019, November 2021
• IFFHS Men's World Team: 2019, 2020
• UEFA Team of the Year: 2019
• Premier League Young Player of the Season: 2019–20
• ESM Team of the Year: 2019–20, 2021–22