Alonso เริ่มเป็นนักขับ F1 ตั้งแต่ปี 2001 กับทีม Minardi แต่ยังทำผลงานได้ไม่ดีพอและเรียกฟอร์มออกมา จนในปี 2002 ได้ย้ายไปร่วมทีม Renault แต่เขาได้เป็นเพียงเเค่ตัวสำรอง ก่อนที่จะขยับขึ้นมาเป้นตัวจริงในปี 2003 และก็เป็นปีที่เขาเริ่มเรียกฟอร์มอันแท้จริงของเขาออกมาได้ลายสถิติด้วยการเป็นนักแข่งที่อายุน้อยที่สุดในขณะนั้นที่คว้าตำแหน่ง Pole-Position ไปได้ ในสนามที่ 2 เท่านั้น ตามมาด้วยการทำลายสถิติเป็นนักขับอายุน้อยที่สุดในขณะนั้นที่คว้าแชมป์ไปได้ เก็บแต้มรวมไปได้ 55 คะแนน จบอันดับที่ 6 และมาคว้าแชมป์โลกไปได้ในปี 2005 และ 2006 กลายเป็นนักขับที่อายุน้อยที่สุดที่สามารถคว้าแชมป์โลกได้ 2 ครั้ง