2000. gadā viņu pamanīja toreizējaisBenetton komandas vadītājsFlavio Briatore, piedāvājot viņam 6 gadu līgumu ar komandu. Pirmajā līguma gadā viņš tika izīrētsMinardi komandai kā daļa no darījuma, kas paredzējaSupertec dzinēju izmantošanu formulās.Minardi rindās viņa komandas biedrs bijaGastons Macakane.
2002. gadā Alonso bijaRenault (Benetton pēctece) komandas testpilots, bet2003. gadā kļuva par komandas otro pilotu unJarno Trulli komandas biedru. Savā pirmajā sezonā arRenault pilots izcīnīja gan savu pirmopole-position, gan pirmo pjedestālu, gan arī pirmo uzvaru.2004. gadā viņš vēl vairākkārt kāpa uz pjedestāla, tomēr veiksmīgāka izrādījās2005. gada sezona, kurā Alonso izcīnīja savu pirmo titulu, pārspējotKimi Reikenenu. Tobrīd Alonso kļuva par jaunāko Formula 1 čempionu, pārspējotEmersona Fitipaldi1972. gadā uzstādīto rekordu.2006. gadā Alonso vēlreiz izcīnīja titulu, šoreiz cīņā arMihaelu Šūmaheru.
2007. gadā F. Alonso pārgāja uzMcLaren komandu, kur viņa komandas biedrs bijaLuiss Hamiltons. Lielu daļu sezonas Alonso turējās kopvērtējuma otrajā vietā un cīnījās par titulu, tomēr pēc pēdējās sacīkstes nokrita uz 3. vietu ar 109 punktiem, tikpat, cik Hamiltonam, kurš lielāka 2. vietu skaita dēļ kļuva par vicečempionu. Par vienu punktu vairāk bija Reikenenam. Novembrī tika lauzts viņa trīs gadus ilgais līgums arMcLaren.2007. gada10. decembrī tika paziņots, ka Alonso atgriezīsiesRenault2008. gadā un viņa komandas biedrs būsNelsons Anželu Pikē.SingapūrasGrand Prix viņš izcīnīja pirmo uzvaru nakts sacīkstē.JapānasGrand Prix Alonso uzvarēja otro reizi pēc kārtas.
2009. gadā Alonso pirmoreiz kopš 2004. gada neizcīnīja nevienu uzvaru sezonā. Sezonas nogalē tika atklāts, ka gadu iepriekš Singapūrā gūtā uzvara tika izcīnīta negodīgi, jo komanda pavēlēja Pikē avarēt neilgi pirms Alonso bija jādodas uzpildīties, lai Alonso iegūtu uz drošības mašīnas izbraukšanas rēķina. Sākot ar2010. gadu Alonso pārstāvFerrari komandu. Savā pirmajā sacīkstē jaunajā komandā (BahreinasGrand Prix) Alonso izcīnīja uzvaru.
Fernando ir kļuvis par pirmospāni, kurš ir uzvarējis F1 sacīkstē, pirmo spāni, kurš ir izcīnījis F1pole-position, jaunāko F1 sacīkstes uzvarētāju, jaunāko F1 pasaules čempionu un spāni ar visvairāk izcīnītajiem punktiem. Ne visi no šiem rekordiem joprojām viņam pieder.
2014. gada sezonas beigās parādījās informācija, ka F. Alonso pametīsFerrari un vēlāk kļuva zināms, ka viņš atgriezīsiesMcLaren komandā. Pēc ne pārāk veiksmīga posmaMcLaren, 2018. gada sezonas beigās Alonso pameta F1. Prombūtnes laikā Alonso piedalījas vairākās citās autosporta sacensībās. 2018. gadā, kā arī 2019. gadā Alonso uzvarēja prestižajāsLemānas 24 stundu sacīkstes. Tāpat viņš ir trīs reizes piedalījiesIndianapolis 500 sacīkstēs (2017, 2019, 2020), bez vērā ņemamiem panākumiem. 2020. gadā Alonso piedalījāsDakaras rallijā, 8. posmā finišējot 2. vietā, kamēr kopvērtējumā izcīnot 13. vietu.
Pirms2021. gada sezonas tika paziņots par Alonso atgriešanos Pirmajā Formulā, kļūstot parAlpine (komandas, kas iepriekš bija pazīstama kāRenault) pilotu.
.svg)
.svg)