I EM-kvalet 1999 spelade Alexandersson en avgörande roll när han gjorde avgörande mål mot Bulgarien och Luxemburg. 2000 deltog han i EM-slutspelet och 2002 i VM-slutspelet i Sydkorea och Japan. I VM-premiären gjorde Alexandersson Sveriges kvittering mot England. I VM-gruppspelet 2006 i Tyskland fick Alexandersson sitt första gula kort i landslaget i den avgörande gruppspelsmatchen mot England. Det var hans 90:e landskamp.
Den 1 oktober2008 meddelade Niclas Alexandersson att han efter säsongen skulle lägga av med fotbollen.[1]
Under hösten 2009, ej under öppet transferfönster, valde den 37-årige Niclas Alexandersson att göra comeback med tröja 38 i ett skadedrabbat men guldjagande IFK Göteborg. Comebackmatchen blev derbyt mot Gais den 5 oktober 2009, där han startade på bänken och senare byttes in. Matchen slutade med IFK Göteborg-seger 2–1 efter ett avgörande mål av Stefan Selakovic på stopptid. Den 23 oktober gjorde Alexandersson sitt första blåvita mål efter sin comeback, i en match mot Brommapojkarna som slutade med en 3–0-seger.
2017 gjorde Alexandersson en oväntad comeback i Division 3 Sydvästra Götaland för Västra Frölunda IF i en match mot mot Kungsbacka IF. Resultatet blev 6-0 till Västra Frölunda IF och Alexandersson hoppade in i den 79:e minuten och fick därmed vara på plan när hans son Noah Alexandersson gjorde matchens sista mål.
I EM-kvalmatchen mot Liechtenstein den 6 september 2006 gjorde Alexandersson sin 94:e landskamp. Det innebar att han passerade Henrik Larsson som då gjort 93 matcher. Den 6 juni 2007 gjorde Alexandersson i EM-kvalmatchen mot Island sin 100:e landslagsmatch och blev därmed den fjärde manliga svenska spelaren som passerade 100 landskamper. De övriga tre är Thomas Ravelli (143), Roland Nilsson (116), Björn Nordqvist (115) (till den listan hör numera även Anders Svensson (148), Andreas Isaksson (133), Kim Källström (131), Olof Mellberg (117), Zlatan Ibrahimović (116) och Henrik Larsson (106).
Efter att Sverige hade åkt ut redan i gruppspelet i EM 2008 bekräftade Niclas Alexandersson tillsammans med Fredrik Ljungberg och Marcus Allbäck att han spelat sin sista landskamp.