„Itt az ideje, hogy befejezzem. A Tour megnyerése volt karrierem legszebb pillanata, valamint az, amikor a Vuelta-győztes csapat tagja lehetettem. Eljött az idő, hogy új fejezetet nyissak az életemben, még ha jelen pillanatban, nem is tudom, mihez kezdek majd” – mondta elérzékenyülve Sastre.
A spanyol kerekes 1997-ben kezdte profi pályafutását az ONCE csapatában, majd 2002-ben a Bjarne Riis vezette CSC-hez igazolt. A 2005-ös Vueltán másodikként végzett, miután a győztes Roberto Herast kizárták pozitív doppingtesztje miatt. A következő évben mindhárom nagy körversenyen végigment, a Tour de France-on harmadik, a Vueltán negyedik lett.
A csúcsra 2008-ban ért fel, amikor úgy nyerte meg a Tourt, hogy csapatában tekert a két Schleck fivér, Andy és Fränk is. Utóbbi a 15. szakaszon átvette a vezetést összetettben, de három nappal később az Alpe d'Huezen elfogyott az ereje, Sastre pedig megkapta az engedélyt, hogy támadást indítson legnagyobb riválisuk, Cadel Evans ellen. Végül megnyerte a szakaszt, Evansre több mint két percet vert, megalapozva végső sikerét.
A következő két idényben a Cervélo TestTeamet erősítette, de korábbi eredményeit már nem tudta megismételni. Idei, ezek szerint utolsó évében a Geox-TMC-ben versenyzett. A Vueltán sokat segített a piros trikót megszerző honfitársának, Juan José Cobónak, míg ő maga a 20. szakaszon került utoljára reflektorfénybe, ám szökése sikertelennek bizonyult, néhány kilométerrel a cél előtt utolérte a mezőny.
A Tour de France-on három, a Giro d'Italián kettő, a Vueltán pedig egy szakaszon ért célba elsőként pályafutása során, a spanyol körversenyen 2000-ben megnyerte a hegyi pontversenyt.
