W drugiej walce dla UFC, którą stoczył 1 czerwca 2019 na gali UFC on ESPN+ 10: Gustafsson vs. Smith stanął przeciwko Włochowi Danilo Belluardo. Wygrał walkę przez TKO w drugiej rundzie.
15 lipca 2020 na UFC Fight Night: Figueiredo vs. Benavidez 2 zmierzył się z Josephem Duffym. Wygrał walkę przez poddanie w pierwszej rundzie.
24 października 2020 na UFC 254 skrzyżował rękawice z Aleksandrem Jakowlewem. Podczas ważenia Álvarez ważył 159,5 funta, czyli powyżej limitu wagi lekkiej. Starcie toczyło się ostatecznie w limicie umownym. Przez niezrobienie wagi został ukarany zabraniem 30% swojej gaży, która trafiła do jego rywala. W pojedynku otwierającym galę Alvarez odniósł trzecie z rzędu zwycięstwo, poddając Rosjanina tzw. balachą w pierwszej rundzie.
Podczas gali UFC Fight Night: Holloway vs. Rodríguez, która miała miejsce 13 listopada 2021 zmierzył się z Brazylijczykiem Thiago Moisésem. Podczas ważenia ponownie ważył powyżej limitu wagi lekkiej, w związku z czym znowu zostało mu odebrane 30% gaży, która trafiła do oponenta. Pomimo braku wymaganej wagi zwyciężył przez techniczny nokaut w pierwszej rundzie.
26 lutego 2022 na UFC Fight Night 202 zawalczył z Armanem Carukjanem.