Su primer álbum como solista fue ¿Qué pides tú?. La grabación se realizó entre los meses de febrero y junio de 2001, bajo la dirección musical de Jesús N. Gómez, en los estudios Doublewtronics en Madrid. Para el 23 de septiembre de 2001 el disco salía a la venta,⁸ del cual se hizo una primera tirada de 70.000 unidades, aunque vendería alrededor de millón y medio de unidades en todo el mundo. El día del lanzamiento se presentó en el programa radial Fan club con Toni Aguilar, en el que interpreta en directo y acompañado por su guitarra, el tema «Qué pides tu?». El primer sencillo promocional, «¿Qué pides tu?», tuvo su estreno radiofónico el 15 de julio de 2001 en los 40 principales de la Cadena SER. Entre octubre y diciembre de ese año, recorrió 46 emisoras de la Cadena Ser en las que presentó su trabajo. El 8 de diciembre se presenta en concierto en la sala Hard Rock de Barcelona.

 La canción «Sin miedo a nada» de su primer disco, que canta junto a la cantautora Amaia Montero, fue escogida por los internautas de Los 40.com como una de las mejores canciones de amor de la historia. En 2002 ganó un Premio Ondas en la categoría Mejor Artista Nacional de 2002. También obtuvo tres Premios Amigo en las categorías Mejor Artista Masculino, Mejor Artista Revelación y Mejor Álbum, y en la gala compartió escenario con Juanes, Marta Sánchez, etc.

 Entre septiembre y octubre de 2003, graba su segundo álbum de estudio Fantasía o realidad en los estudios Doublewtronics en Madrid, y en el que una vez más cuenta con la dirección musical de Jesús N. Gómez. El primer sencillo promocional fue el tema «Aunque no te pueda ver», el cual salió a la luz el 24 de noviembre de ese mismo año. El disco es lanzado al mercado por Warner Music el 24 de febrero de 2004. Se lanzaron dos versiones diferentes: una edición sencilla en caja normal y una edición especial en caja de cartón que incluía unas fotos extra. El disco incluye doce canciones, y géneros musicales como la balada («Aunque no te pueda ver» y «Otro día más») y el pop («Salida», «Dame tu aire» y «Allí estaré»). El disco contó con la colaboración de la National Symphony Orchestra de Londres en cinco temas.

Alex Ubago lanzó el video promocional “Ella vive en mí”, una canción de amor con dedicatoria y todo. Este tema es el segundo sencillo de lo que será su quinto álbum solista, “Mentiras sinceras”.

“Lo escribí pensando en mi mujer concretamente, pero creo que es una canción que tiene un sentido muy amplio, y por eso con el videoclip quise dedicarla de alguna forma a la figura de la mujer en general. Creo que todos tenemos una "Ella" que vive en nosotros, ya sea nuestra pareja, nuestra madre, hermana, hija, amiga...”

El 24 de enero estrenó «Me arrepiento», primer sencillo promocional de su nueva producción discográfica. El 11 de marzo salió a la venta su cuarto disco de estudio Calle ilusión. Para el 16 de marzo, empieza su viaje promocional por España, México, Miami, Puerto Rico, Chile y Argentina. En abril, inicia su segunda gira de promoción del nuevo disco por Estados Unidos, México y Colombia.