W 2008 roku podczas Tour de France Sastre wygrał "królewski" etap do L'Alpe d'Huez. Uzyskał wtedy tak znaczną przewagę nad rywalami, że zdołał dowieźć ją do mety, gdzie o 58 s wyprzedził Australijczyka Cadela Evansa. 36-letni obecnie kolarz profesjonalna karierę rozpoczął w 1997 roku, jego pierwszym zespołem była grupa ONCE. W 2002 roku przyszedł do duńskiej drużyny Team CSC. Sastre specjalizował się w wyścigach wieloetapowych. Pierwszy liczący się sukces odniósł w 2000 roku, kiedy zajął 8. miejsce w klasyfikacji generalnej Vuelta a Espana oraz zdobył koszulkę dla najlepszego górala wyścigu. Dwa razy w 2005 i 2007 roku był na mecie Vuelty drugi, w Tour de France był trzeci w 2006 roku.