Como premio por haber ganado la Euro Open Movistar Nissan, Alonso pudo estrenarse, con sólo 18 años, al volante de un Fórmula 1. Fue en Jerez, en diciembre de 1999, y pese a que su debut fue en mojado, dejó ya una grata impresión.
Tras brillar en la Fórmula 3000, Flavio Briatore, puso en él sus ojos. Se subió al Benetton Renault, con el permiso de Minardi, en los test de diciembre que cuatro escuderías realizaron en Barcelona. Ya el segundo día logró ser el segundo más rápido, y consiguió el kilometraje suficiente para hacerse con la súper licencia.
Alonso fichó por Renault, que, con los dos asientos ocupados, lo cedió a Minardi. El PS01 fue su primer coche como titular en la Fórmula 1, y fue el tercer piloto más joven en debutar. El poco potencial del monoplaza le impidió sumar sus primeros puntos, pero dejó una gran sensación en su temporada inaugural. Su mejor resultado fue una 10ª posición, pero en aquella época acabar en ese puesto no significaba puntuar. El 21 fue su primer número en la Fórmula 1.
En enero de 2002 probó el Renault de 2001 en el Circuit de Catalunya. Aunque su casco sí era el oficial, la decoración del Renault no lo era. Las pegatinas brillaban por su ausencia y en lugar del azul con el que había competido, el B201 era amarillo y blanco, combinación de colores que Renault no utilizó hasta 2007.
Renault decidió tenerlo entre sus filas en 2002, aunque como piloto probador de un equipo cuyos titulares eran Button y Jarno Trulli. Fue un paso atrás en su carrera... para coger impulso.
A petición del mismísimo Niki Lauda, Jaguar contó con los servicios de Alonso ese mismo año en un test disputado en Silverstone. Rindió a gran nivel en un coche desconocido para él, y fue 4º, siendo más rápido que los dos pilotos del equipo, Pedro de la Rosa y Eddie Irvine. En su casco no llevaba publicidad.
El R23 fue el primer coche ganador de Alonso. Con los colores azul y amarillo, característicos de su primera etapa en Renault, Alonso logró su primer podio, primera vuelta rápida, primera pole y primera victoria en Fórmula 1. Lucía el número 8, y con él fue 6º en el campeonato. Un monoplaza especialmente efectivo en las salidas.
También con el dorsal 8 y también diseñado por Mike Gascoyne, y cambiando ya Mild Seven por Telefónica en el alerón trasero, Alonso disputó su segunda temporada completa con Renault en el R24. No pudo repetir victoria, pero sumó más puntos y acabó el año 4º.
Un coche muy fiable (extremadamente fiable si se comparaba con el McLaren que tenía como único rival en cuanto a prestaciones), y una gran temporada por parte de Alonso le permitieron proclamarse campeón del mundo a falta de dos carreras. Dada la clasificación del año anterior, lucía el 5 en el monoplaza.
Mild Seven ya había desaparecido del coche, y su lugar lo ocupaba en los pontones y la cubierta motor 'Team Spirit'. Y el 1, cómo no, aparecía en el morro como señal de que dentro iba un campeón del mundo. Renault dio con la tecla gracias en gran parte al sistema 'Mass dumper', que fue considerado ilegal y prohibido a partir de la segunda mitad de temporada. Era un sistema colocado en la zona delantera del coche que permitía un mejor reparto de pesos, mayor estabilidad y menor desgaste de neumáticos. Cuando Renault lo retiró, ya era demasiado tarde para Ferrari y, pese a un rendimiento brillante en la última parte del campeonato, Schumacher no pudo retirarse con su octavo título. Alonso resistió y se impuso, logrando su segunda corona.
Su primera toma de contacto con su nuevo equipo, McLaren, fue en Jerez, en diciembre de 2006. Con un monoplaza sin pegatinas y un casco totalmente blanco (los contratos comerciales acababan al finalizar ese año), fue la primera vez que se pudo ver al asturiano al volante de un coche salido de Woking.
Alonso se llevó el 1 a McLaren, y lo que sucedió aquella temporada da para libro o película. Con todo, el español acabó tercero, empatado a puntos con el segundo (un novato Lewis Hamilton) y a un solo punto del Ferrari de Raikkonen. A McLaren había llegado también Vodafone, que tenía una importante presencia en el coche y que, como había hecho Fly Emirates un año antes, hacía que en ambos alerones predominara el rojo.
Debido a la insostenible situación en McLaren, volvió a Renault que, bajo patrocinio de ING, había cambiado su decoración. Ya no había rastro del azul, y el blanco se combinaba con amarillo y naranja. Alonso volvía al 5 en su monoplaza y Bob Bell, Pat Symonds y Denis Chevrier estuvieron detrás de su diseño. Aunque el R28 no estaba a la altura del Ferrari ni el McLaren, era mejor que el R27, y Alonso terminó 5º. Consiguió dos victorias ese año, en Singapur y Japón.
La decoración del R29 siguió en la misma tónica que los dos modelos anteriores de Renault, aunque en el alerón trasero ganaba protagonismo el amarillo. Su coche pasó a llevar el número 7, un dorsal que no había tenido antes en Fórmula 1 (en la ocasión anterior en la que se encontró en el cuarto equipo había llevado el 8). No fue un monoplaza competitivo desde el principio, y Renault centró esfuerzos a mitad de año de cara a 2010. Alonso fue 9º, con un solo podio y sin victorias antes de marcharse a Ferrari.
Dispuestos a olvidar un mal 2009, Ferrari y Alonso unieron fuerzas. El asturiano ocupó el lugar de Raikkonen, con Massa como compañero, con un F10 que lucía el número 8. En su debut con la Scuderia se llevó la victoria, pero no pudo repetir triunfo en las siguientes nueve carreras. La segunda mitad de año fue mejor, y Fernando llegó a la última carrera de Abu Dhabi con 8 puntos de ventaja sobre Webber, 15 sobre Vettel y 24 sobre Hamilton. Ferrari cayó en la trampa de Red Bull, y Alonso pasó aquella carrera tras Vitaly Petrov, incapaz de adelantar al Renault. Fue 7º y se quedó a cuatro puntos del mundial.
Diseñado por Aldo Costa y Nikolas Tombazis, el Ferrari del año 2011 se llamó 150º Italia. En primer lugar iba a ser Ferrari F150 (por el 150º aniversario de la reunificación de Italia), pero una polémica con Ford, que tenía una pick-up llamada F-150, obligó al cambio. En cualquier caso, fue un coche incapaz de luchar por el campeonato, muy alejado del Red Bull y también por detrás del McLaren. Alonso fue 4º, tras Vettel, Button y Webber, a un punto del podio y con la victoria de Gran Bretaña como mejor resultado.
Como el año anterior, Alonso llevó el 5, y Ferrari consiguió mejorar, dándole la posibilidad de luchar por el campeonato. Trece podios no fueron suficientes, y Vettel se llevó el título en una histórica carrera en Brasil. El tricampeonato volvía a escaparse. Visualmente destaca el 'pico de pato' (morro escalonado).
El F138 (13 por el año y 8 por la última temporada de los motores V8), Alonso pudo imponerse al Red Bull de Webber, pero no pudo ni acercarse al de Vettel, y acabó subcampeón. Ya sin el 'morro de pato', el español subió nueve veces al podio (con dos victorias).
Para 2014, los pilotos de F1 estaban obligados a elegir un número con el que competirían el resto de su trayectoria. Alonso se quedó con el 14, y Ferrari no se adaptó a la nueva era turbo híbrida. Sólo pudo ser sexto, con dos podios sin victoria. Fue su último Ferrari.
En 2015, Alonso volvió a McLaren, que volvía a unir fuerzas con Honda. La escudería de Woking dejaba atrás el color plateado de Mercedes y la posibilidad de luchar por podios y victorias. Era un equipo bastante diferente al de 2007, ya sin Hamilton, pero el motor era muy poco fiable y Fernando se pasó más tiempo fuera de pista que dentro. El chasis tampoco era muy destacado, y sólo pudo puntuar en dos grandes premios, con el 5º puesto de Hungría como mejor resultado.
El último MP4- que ha pilotado Alonso antes de que su escudería cambiara la denominación de sus coches. Era un coche aún más negro y más limpio de patrocinadores. Fue un buen año por parte del español, pero a McLaren sólo le alcanzó para
ver la luz al final del tunel. Fue 10º con 54 puntos, lejos del 9º.
Con una nueva denominación tras la salida de Ron Dennis durante el invierno, el regreso al color naranja de los inicios de McLaren y una aerodinámica completamente rediseñada (ala de tiburón incluida) para adaptarse al nuevo reglamento técnico, el MCL32 no pudo brillar debido al motor Honda. McLaren terminó penúltima en el Mundial y Alonso 15º, puntuando solo en 5 carreras.
La última creación de Woking para Alonso, ya con el motor Renault en su trasera, aspiraba a devolver a la escudería McLaren a donde perteneció. No lo lograron, y a pesar de un esperanzador debut en Australia (5º), Alonso no pudo hacer nada con un coche que desde mitad de temporada luchó por ser... el peor de la parrilla.
