Né à Oviedo, Fernando n'a que quatre ans lorsqu'il commence le karting, sur une machine construite par son père deux ans auparavant. Très vite, le pilote espagnol va montrer sa très bonne maîtrise du volant, dès 1988 il aligne les trophées en compétition, parmi lesquels le championnat des Asturies en 1990 où il réalise le grand chelem en triomphant lors des huit épreuves de la saison. Suivra le titre cadet en 1991, et le titre espagnol junior en 1993 et 1994. En 1995, il remporte le championnat espagnol et termine troisième du championnat du monde qu'il remportera en 1996. Fernando reste toujours en karting jusqu'en 1998, avant de passer au championnat Open Nissan Telefonica, qu'il remporte lors de sa première saison avec six victoires à la clé.

En 2000, il s'engage en Formule 3000 avec l'équipe Astromega. Il termine la saison avec une victoire sur le difficile circuit de Spa-Francorchamps et une prometteuse quatrième place au championnat.

Début en Formule 1

Repéré par Flavio Briatore, le directeur sportif italien devient son manageur, et place Fernando dans un baquet de l'équipe de Formule 1 Minardi. D'abord pilote-essayeur, il dispose d'un baquet de titulaire pour la saison 2001, alors qu'il n'a que dix-neuf ans et sept mois, il est le cinquième pilote de moins de vingt ans à courir en F1. Ainsi, au volant d'une monoplace loin d'être compétitive, Fernando tente de faire de son mieux, un mieux qui, s'il n'amène à aucun classement dans le top dix, ravit Briatore qui le nomme dès la fin de la saison pilote-essayeur pour l'écurie française Renault, qui vient de racheter Benetton. Avec la promesse d'un poste de titulaire pour la saison 2003.

Pilote Renault

Chose promise, chose due, revoilà l'Espagnol en championnat du monde. Et déjà, les résultats arrivent : lors de la deuxième épreuve, en Malaisie, il devient le plus jeune poleman de l'histoire, et termine la course en troisième position. Les bonnes performances se succèdent avec en apothéose, la victoire sur le tracé du Hungaroring, devenant à vingt-deux ans le plus jeune vainqueur de l'histoire de la F1. Il s'offre même le luxe de mettre un tour à Michael Schumacher ! Au final, le pilote Renault termine sixième d'un championnat très serré.

En 2004, Fernando est prêt à remettre ça. Même s'il ne décroche pas de deuxième victoire, les Ferrari étant très compétitives, il termine régulièrement dans les points et se classe finalement quatrième au championnat du monde. A noter toutefois quelques grosses déceptions, comme les sorties de piste à Monaco ou à Monza alors qu'il pouvait prétendre à la victoire.

En 2005, Fernando va prendre sa revanche. Dès le début de la saison, il assomme ses concurrents. Après une troisième place en Australie, il aligne trois victoires consécutives. Les Ferrari étant beaucoup moins compétitives qu'à leur habitude, son plus grand rival est Kimi Räikkönen qui pilote pour McLaren-Mercedes. Face à la détermination du Finlandais, Fernando impose sa régularité grâce à la fiabilité de sa monoplace, principal défaut de la McLaren. Finalement, lors du Grand Prix du Brésil, Fernando devient le plus jeune champion du monde de l'histoire de la F1, à l'âge de vingt-quatre ans un mois et vingt-sept jours. Enfin, lors de la dernière manche en Chine, il décroche sa septième victoire de la saison, offrant le titre des constructeurs à Renault.

Au cœur de l'hiver 2005-2006, Alonso surprend le monde de la F1 en annonçant son départ chez McLaren-Mercedes en 2007, ce qui est évidemment peu apprécié par Flavio Briatore. En 2006, Fernando arbore donc le numéro 1 sur sa Renault, avec comme mission de conserver son titre mondial. Tout commence très bien pour le pilote espagnol, qui sur la moitié de la saison, va terminer six fois vainqueur et trois fois second, surclassant son rival Schumacher. La suite en revanche est plus délicate, la FIA décide d'interdire les mass dampers utilisé par Renault. Avec un écrou mal vissé en Hongrie et une casse moteur à Monza, Schumacher revient fort sur le pilote espagnol, tous deux sont à égalité de points à l'issue du Grand Prix de Chine. Mais, au Japon, lors de l'avant-dernière course, Fernando gagne la course quand Schumacher voit son moteur exploser. Avec un point à marquer au minimum pour être sacré, le dernier Grand Prix au Brésil s'avère facile pour Fernando qui devient le huitième pilote de l'histoire à conserver son titre d'une année sur l'autre.

Embrouille chez McLaren

A l'issue de cette saison, il rejoint donc comme prévu l'écurie McLaren-Mercedes pour 2007. Son coéquipier est un certain Lewis Hamilton, champion en titre de GP2 et protégé de Ron Dennis.

Le début de championnat se passe bien. Ainsi, après cinq courses, il est en tête du championnat avec deux victoires en Malaisie et à Monaco et quatre podiums. Le problème est qu'il partage cette place avec son équipier. Hamilton se révèle effectivement comme le meilleur débutant de l'histoire de la F1 et malmène sérieusement son coéquipier qui se fait alors distancer au championnat. Fernando, peu diplomate, supporte très mal cette situation et accuse bientôt Ron Dennis de favoriser le Britannique à ses dépens. Ainsi, l'ambiance au sein de l'équipe s'envenime très vite. De plus, McLaren est accusée d'espionnage sur Ferrari à travers un de ses ingénieurs, Mike Coughlan. Le ridicule tour de passe-passe du Grand Prix de Hongrie, où Fernando est pénalisé pour avoir bloqué Hamilton lors des qualifications, ne fait que renforcer le malaise. Finalement, Fernando ira jusqu'à témoigner contre son écurie devant le Conseil mondial de la FIA en avouant avoir reçu par courriel des informations confidentielles sur la Ferrari F2007. McLaren est exclue au championnat des constructeurs.

Après sa victoire à Monza et une troisième place à Spa, Fernando est deuxième au championnat, deux points derrière Hamilton. Mais au Japon, il commet une erreur en tapant le mur sous la pluie tandis que son équipier et rival l'emporte. Le titre semble s'envoler, mais une semaine plus tard, en Chine, c'est au tour de Hamilton de gaffer en sortant de la piste. Fernando et Kimi Räikkönen gardent ainsi des chances de titre avant la dernière manche au Brésil. Et effectivement, Lewis Hamilton ne sera pas champion du monde, mais Fernando ne décrochera pas pour autant la timbale. C'est Räikkönen qui coiffe les deux pilotes McLaren au poteau en remportant la victoire alors que l'Espagnol est troisième et Hamilton septième. Les deux frères ennemis terminent le championnat avec le même nombre de points mais c'est Hamilton qui est vice-champion au nombre de deuxième place.

Retour chez Renault

Après cette saison cauchemardesque, Fernando décide de quitter McLaren. Après avoir été peut-être tenté par l'aventure Red Bull, il revient « à la maison », c'est-à-dire chez Renault. Flavio Briatore accueille de nouveau à bras ouverts ce « fils prodigue » quelque peu ingrat. Hélas pour lui, la R28 se montre d'emblée très décevante et la première partie de saison est plus que médiocre. Après une encourageante quatrième place à Melbourne, l'Espagnol a bien du mal à extraire la Renault du ventre mou du peloton et à grappiller quelques points. Contraint de surpiloter pour arracher de bons résultats, Fernando commet même des erreurs inhabituelles chez lui, comme finir dans le mur à Montréal. A la mi-saison, Alonso n'est que neuvième au général avec treize points. La rupture avec Renault semble alors imminente et il est annoncé chez Honda, BMW, et surtout Ferrari.

Mais la R28 progresse tout de même peu à peu et un réel regain de performance a lieu à la fin de l'été. Ainsi Fernando parvient à terminer dans les quatre premiers lors des six dernières courses de la saison. A Singapour, il profite d'une voiture de sécurité qui survient alors qu'il était le seul avec Rosberg et Kubica à avoir déjà ravitaillé pour passer tous ses adversaires, et finalement remporter sa première victoire de la saison. Victoire chanceuse, uniquement due à l'accident volontaire provoqué par son équipier Piquet sur ordre de Flavio Briatore, ce que l'on apprendra un an plus tard. Toutefois, Fernando remporte un deuxième succès éclatant au Japon, où il réalise une véritable démonstration en tête de l'épreuve avoir dépassé Kubica. Avec un peu plus de chance, il aurait pu aussi l'emporter au Brésil, mais termine bon deuxième derrière Massa. Cinquième au final avec 61 points, cette saison 2008 reste néanmoins la plus mauvaise depuis quatre ans.

Alors qu'il a songé à quitter Renault, Fernando accepte finalement de rester une saison supplémentaire. Mais R29 se montre bien inférieure aux nouvelles monoplaces de pointe, les Brawn et les Red Bull, et après trois courses Fernando n'a que quatre unités au compteur. En Hongrie, sa monoplace connaît une embellie et il en profite pour signer une surprenante pole position. Il mène parfaitement le début de la course, mais lors de son premier arrêt son équipe fixe mal sa roue avant-droite, qui s'envole au tour suivant ! La suite de la saison le voit sombrer dans l'anonymat du peloton tandis qu'éclate l'Affaire Piquet. Après avoir été renvoyé par Briatore, le pilote brésilien révèle la tricherie ordonnée lors du Grand Prix de Singapour 2008, au profit d'Alonso. L'affaire finit devant le tribunal de la FIA, qui exclut à vie Briatore du monde de la F1, mais blanchit le double-champion du monde, qui a juré ne rien savoir de ce coup monté. Ironie du sort, c'est à Singapour qu'il réalise le meilleur résultat de la saison pour Renault, avec une troisième place. Il finit la saison à une piteuse neuvième place, avec seulement 26 points.

Ferrari

Pour Fernando, il est évident que Renault ne peut plus lui apporter le succès. Après des mois de rumeurs incessantes, il officialise en septembre 2009 son passage chez Ferrari pour 2010. La Ferrari F10 est une bonne voiture, et l'Espagnol gagne le premier Grand Prix à Bahreïn devant son équipier Felipe Massa. Fernando assure ensuite de belles places d'honneurs sur le podium, mais perd beaucoup de terrain sur les leaders du championnat. A partir du Grand Prix d'Europe apparaît une nouvelle version de la F10 qui donne un surcroit de compétitivité à Ferrari. Après deux courses gâchées par des erreurs stratégiques, l'embellie intervient au Grand Prix d'Allemagne, où Massa mène devant Alonso. Mais la Scuderia retombe dans ses travers du Grand Prix d'Autriche 2002 et ordonne implicitement à Massa de laisser passer Fernando. Les consignes de courses étant interdites, l'affaire est traînée devant le Conseil mondial de la FIA, et Ferrari s'en sort avec une simple amende de 100 000 dollars.

La seconde partie de la saison est marquée par la remontée du double champion du monde vers le haut du classement. Hormis à Spa, où il sort de la piste sous la pluie, Fernando enchaîne les podiums et remporte les Grand Prix d'Italie, Singapour et de Corée du Sud. A deux manches du but, le voici en tête du championnat. Au Brésil, il assure une troisième place derrière les Red Bull. Avant la dernière course à Abou Dhabi, il compte huit points d'avance sur Webber, quinze sur Vettel et vingt-quatre sur Hamilton.

Qualifié troisième derrière Vettel et Hamilton, il lui suffit d'assurer cette place pour être sacré. Quatrième dans les premiers tours devant Webber, sa situation est idéale lorsque l'Australien rentre tôt au stand pour changer ses pneus très abîmés. La Scuderia commet alors l'erreur de calquer la stratégie de course d'Alonso sur celle de Webber et non pas sur celle de Vettel, alors premier. Il change donc ses pneus et se retrouve ainsi pris dans le trafic, notamment derrière la Renault de Vitaly Petrov, indépassable. La résistance du Russe sonne le glas de sa défaite car il termine seulement septième, tandis que Vettel gagne la course et le championnat. Pour sa première saison chez Ferrari, Fernando doit se contenter du titre de vice-champion.

Après une belle saison, l'Espagnol doit confirmer sa bonne forme. Mais la nouvelle Ferrari est loin du niveau de Red Bull ou de McLaren. Après trois premiers Grand Prix moyens, Fernando retrouve sa forme en Turquie, finissant troisième. Il se classe deuxième à Monaco et après un abandon au Canada, il va enchaîner douze tops cinq, dont huit podiums et une victoire à Silverstone. Finalement, Fernando terminera quatrième du Championnat du Monde, un point derrière Webber et treize points derrière Button, mais à cent-trente-cinq points du Champion Vettel ! Il reste néanmoins un des pilotes de ce championnat, tant ses résultats sont bons par rapport au niveau de sa monoplace. Le double Champion du Monde est en droit d'espérer mieux pour 2012.

Cependant, dès le Grand Prix d'Australie, Fernando n'atteint pas la dernière phase des qualifications, signant seulement le douzième temps mais il parvient à terminer cinquième le lendemain. En Malaisie, Fernando s'élance seulement neuvième, mais grâce à une météo pluvieuse, il tire le meilleur de sa monoplace pour s'imposer. En Espagne, devant son public, il termine deuxième derrière l'improbable Maldonado et sa Williams, non sans avoir attaqué le pilote vénézuélien à de nombreuses reprises. Il se rattrape à Valence pour le Grand Prix d'Europe, où il gagne après s'être seulement élancé depuis le onzième place. A mi-saison, après avoir remporté le Grand Prix d'Allemagne et terminé cinquième en Hongrie, Fernando est leader du championnat avec 164 points, suivent Webber à 40 points et Vettel à 42 points.

En Belgique, Fernando est victime du carambolage provoqué par Grosjean au premier virage. C'est son premier abandon en 2012. Bien qu'il termine souvent sur le podium, il voit Vettel signer un sans-faute avec quatre victoires consécutives. A trois courses de la fin de la saison, Vettel est désormais en tête du championnat avec 13 points d'avance sur Alonso. A Abu Dhabi, Fernando est deuxième, Vettel troisième et aux Etats-Unis c'est l'inverse. Le titre se jouera donc lors de la dernière course au Brésil. Dans le premier tour, Vettel s'accroche avec Bruno Senna et repart dernier. Fernando, cinquième à la fin du premier tour doit néanmoins terminer sur le podium pour être titré si Vettel ne marque pas de point. Au terme d'un Grand Prix haletant, Vettel termine sixième, et Alonso deuxième. L'Allemand devient champion du monde avec trois points d'avance sur Fernando.





En 2013, Fernando commence sa saison par un podium, un abandon et une victoire, mais après ces trois premiers Grands Prix, Vettel a déjà pris la tête du championnat. Parti cinquième pour son Grand Prix national, Fernando s'impose mais n'est que troisième au championnat derrière Räikkönen et sa Lotus-Renault. Grace à une deuxième place derrière Vettel au Canada, Fernando remonte à la deuxième place du championnat. Mais après le Grand Prix de Hongrie qui marque la mi-saison, Vettel mène le championnat avec 172 points, mais Fernando est repassé à la troisième au championnat avec 39 points de retard, et un point derrière Räikkönen. Après la pause estival, Vettel remporte le Grand Prix de Belgique et les huit courses suivantes ... Fernando lui se classe trois fois deuxième mais termine pour la troisième fois, en quatre ans, vice-champion derrière Vettel.

Fernando entame sa cinquième saison avec Ferrari mais il est frustré dès le début de saison par le manque de capacité de son équipe à construire une F1 compétitive. Pour les deux premières courses, Fernando termine à la quatrième place et monte sur la troisième marche lors de la quatrième manche en Chine. Il doit attendre le onzième Grand Prix pour retrouver le podium juste avant la pause estivale. Il est alors quatrième du championnat mais loin derrière les intouchables Mercedes.

Il termine la saison sans remonter sur le podium et donc sans victoire. A l'issue du Grand Prix des Etats-Unis il annonce son départ de la Scuderia Ferrari. Au championnat, Fernando n'est que sixième mais avec la satisfaction d'avoir dominé Kimi Räikkönen, son équipier qui ne termine que douzième avec trois fois moins de points. En fin d'année, il annonce un retour inattendu chez McLaren pour laquelle il a signé un contrat de trois ans. L'écurie a quant à elle signé avec Honda qui marque son retour en F1 après six ans d'absence.

Retour surprise chez McLaren

En février, lors des essais de présaison, Fernando est victime d'un accident et on lui diagnostique une commotion. Il est remplacé par Kevin Magnussen pour le premier Grand Prix en Australie. A noter que le Danois ne prendra pas le départ suite à une défaillance de son moteur durant le tour de formation. Fernando effectue son retour en Malaisie et doit se contenter de la dix-huitième place sur la grille juste derrière Jenson Button son coéquipier avant d'abandonner après vingt tours. Les performances de la McLaren, ou du moteur Honda, dont désastreuses et Fernando ne va se qualifier qu'une seule fois dans le top dix et ne marque des points qu'à deux reprises. Il termine la saison à la dix-septième position, avec 11 points, son plus mauvais résultat depuis ses débuts en 2001.

Sa saison 2016 commence par un terrible accident lors du Grand Prix d'Australie. Après avoir heurté la Haas d'Esteban Gutiérrez qu'il tente de dépasser, sa McLaren effectue plusieurs tonneaux avant de terminer à l'envers. Bien qu'il soit parvenu à s'extraire seul de sa voiture, les médecins de la FIA ne l'autorise pas à participer le Grand Prix suivant. En comparaison avec la saison précédente, les résultats de Fernando et de sa McLaren sont en légers progrès. Au final il parvient à se placer six fois dans le top dix lors des qualifications et marque des points à neuf reprises avec comme meilleur résultat deux cinquième place à Monaco et aux Etats-Unis.

En 2017, ses espoirs de progrès amorcés l'année précédente sont anéanti dès le début de saison. Après quatre manches, Fernando n'a toujours pas franchi la ligne d'arrivée. Pour le Grand Prix suivant, en Espagne, il est sur la septième place de la grille mais seulement douzième à l'arrivée. Fernando ne participe pas au Grand Prix de Monaco car il est au départ des 500 miles d'Indianapolis au volant d'une Dallara-Honda (orange papaye) de l'équipe de Michael Andretti. Qualifié à la cinquième place, Fernando se retrouve en tête au trente-septième tour. A vingt tours de la fin, alors qui est septième, son moteur Honda explose mettant fin à sa course.

De retour en F1, il marque ses premiers points lors de la course dans les rues de Bakou. Son meilleur résultat est obtenue lors du Grand Prix de Hongrie qu'il termine à la sixième place.

En 2018, bien qu'il soit toujours au volant d'une McLaren, équipé maintenant d'un moteur Renault, Fernando s'engage avec Toyota dans le championnat du Monde d'Endurance. En F1, le début de saison est bien meilleur pour lui car il marque des points lors des cinq premier Grand Prix. Cependant la fiabilité laisse toujours a désirée et il doit abandonner lors des trois manches suivantes. Entre temps, Fernando a remporté les 24 heures du Mans dès sa première participation et il ne lui manque qu'une victoire au 500 miles pour décrocher la Triple Couronne.

La fin de saison est moins brillante et Fernando annonce qu'il va arrêter la F1 à l'issue de la saison. Il termine à la onzième place du championnat.

Retraite active

En 2019, il est de retour sur l'ovale d'Indianapolis, mais échoue à se qualifier. Par contre toujours engagé avec Toyota, il remporte une deuxième fois les 24 heures du Mans et devient Champion du Monde en Endurance conjointement avec Sébastien Buemi et Kazuki Nakajima. On voit ensuite le pilote espagnol au volant d'un Toyota Hilux lors de plusieurs Rallye-Raid.

En 2020, Fernando est au départ du Dakar qu'il termine à la treizième place.

Début mai, avant même que le championnat ne débute (en Juillet du fait de la pandémie de Covid-19), Ferrari annonce qu'elle se sépare de Sebastian Vettel et qu'elle a choisi Carlos Sainz pour le remplacer. Pour remplacer l'Espagnol, McLaren recrute Daniel Ricciardo laissant un des baquets Renault disponible. Début Juillet, l'écurie française annonce le retour de Fernando pour 2021.

.