A Forma–1 előtt
Alonso egy kétgyermekes családban született Spanyolország Asztúria tartományában. Édesanyja egy áruházban dolgozott, édesapja robbantási szakértő volt egy bányában. Van egy nővére, Lorena.
Fernando Alonso édesapja, José Luis amatőr gokart versenyző volt, aki szerette volna, ha gyermekei is osztoznak szenvedélyében. Épített egy kis, Forma–1-es autót formázó gokartot akkor nyolc esztendős lányának, aki azonban nem mutatott érdeklődést a sport iránt. Fiának, az ekkor három esztendős Fernandónak azonban megtetszett a gokartozás és ez meg is határozta a jövőjét.
Innentől kezdve édesapja különböző spanyolországi gokartversenyekre nevezte be fiát, s Fernando általában sikeres is volt. Alonso nyert három spanyol gokart bajnokságot (1994, 1996, 1997), második helyezést szerzett a gokart Európa-bajnokságon és 1996-ban megnyerte a junior gokart világbajnokságot.
Alonso 1999-ben kezdett el autókkal versenyezni a Forma Nissan Open sorozatban. Ekkor találkozott az egykori spanyol Forma–1-es pilótával, Adrián Camposszal, aki a menedzsere lett. Alonso megnyerte a bajnokságot, 2000-ben pedig a Forma–3000-ben folytatta pályafutását. Ebben a sorozatban egy futamot nyert (Spa-Francorchamps) és a bajnokság negyedik helyén végzett.

A Forma–1-ben
Teljesítménye nyomán felfigyelt rá a Renault csapatfőnöke, Flavio Briatore és menedzseri szerződést kötött vele 2000 decemberében. Briatore rögtön be is juttatta Alonsót a Forma–1-be, így a spanyol versenyző a 2001-es szezont – mindössze 19 évesen – már mint a Minardi csapat versenyzője kezdhette meg.
A Minardi a mezőny leggyengébb autója volt és Alonso nem tudott vele pontot szerezni. Arra azonban jó volt debütáló éve, hogy Forma–1-es tapasztalatokra tegyen szert egy viszonylagosan nyomás nélküli környezetben.
2002-ben menedzsere, Flavio Briatore úgy döntött, hogy a Renault-hoz viszi Alonsót, mint tesztpilóta. Alonso nem örült annak, hogy nem versenyezhet, ám Briatore úgy ítélte meg, hogy hasznos lesz a fiatal versenyző számára, ha egy évig ismerkedik a csapattal és az autóval, mielőtt versenyzői állást kapna.
2003-ban a versenyzési lehetőséget meg is kapta a spanyol pilóta a Renault-nál, ahol az olasz Jarno Trulli volt a csapattársa. Alonso a Malajziai Nagydíjon megszerezte az első rajtkockát, amivel ő lett a Forma–1-es történelem eddigi legifjabb pole pozíciósa – Rubens Barrichello rekordját döntve meg. Később a szezon során, a Magyar Nagydíjon pályafutása első futamgyőzelmét is learatta – s ez szintén rekord volt: Bruce McLarentől vette át a legfiatalabb futamgyőztes címet. A szezon végén Alonso 55 pontjával hatodik volt a világbajnoki pontversenyben.
A 2004-es szezonban a spanyol pilóta nem nyert versenyt – csapattársa, Jarno Trulli azonban győzött Monacóban. Általában véve is a szezon elején Trulli tette az erősebb Renault-pilóta benyomását. Az év második felében azonban Trulli eredményei egyre gyengébbek voltak, végül pedig három futammal a szezon vége előtt elbocsátották a csapattól, noha ekkor még több ponttal rendelkezett a világbajnoki pontversenyben, mint Alonso. 59 ponttal végül Alonso a világbajnokság negyedik helyét szerezte meg.
2005-ben Giancarlo Fisichella lett Alonso csapattársa a Renault-nál és megnyerte a szezon első futamát Ausztráliában. Alonso a harmadik helyen végzett. Ezt követően a spanyol három futamot nyert sorozatban (Malajzia, Bahrein, San Marino), s fölényes vezetést szerzett a világbajnoki pontversenyben. A szezon során még négy versenyt nyert (Nürburgring, Magny-Cours, Hockenheim, Sanghaj) és Brazíliában bebiztosította a világbajnoki címet. Alonso 24 évesen és 59 naposan a Forma-1 eddigi történetének legfiatalabb világbajnoka lett.
A szezon során a McLaren-Mercedes versenyzője, Kimi Räikkönen került a legközelebb ahhoz, hogy veszélyeztesse Alonso elsőségét, ám a McLaren akut megbízhatósági problémái miatt sosem alakult ki igazán éles helyzet kettejük között sem a világbajnoki pontversenyben, sem pedig a versenypályán. Räikkönen két alkalommal is Alonso elől esett ki a versenyből (Nürburgring, Hockenheim) és számos alkalommal kellett motorhiba miatt a mezőny közepéről indulnia. Alonso végül 21 ponttal verte meg Räikkönent a pontversenyben (133 pont 112 pont ellenében).
Alonso jellemzője a szezon során a megbízható, egyenletes, ugyanakkor a kockázatot kerülő versenyzés volt – amit talán a legjobban az a jelenet példáz, amikor a Brazil Nagydíjon védekezés nélkül hagyta maga mellett elmenni Juan Pablo Montoyát. Alonso végig a világbajnoki címet szem előtt tartva versenyzett és ezért sokszor nem törekedett a futamgyőzelemre, hanem inkább a biztos célba érkezésre és pontszerzésre koncentrált, hiszen a szezon elején megszerzett előnye (amikor a McLaren még gyengélkedett) és a későbbi McLaren műszaki hibák nem tették szükségessé, hogy támadjon.
A szezon utolsó két versenyén, amikor már bebiztosította világbajnoki címét és nem volt komoly kockázata a manővereknek, Alonso agresszívebbé vált, s ennek köszönhetően a Japán Nagydíjon a 16. helyről indulva a harmadik helyen végzett – emlékezetes módon megelőzve az egyre romló gumikkal küzdő Michael Schumachert az R130-kanyarban.
A Kínai Nagydíjon a Renault a csapatvilágbajnoki címet is bebiztosította Alonso futamgyőzelmével és Fisichella „hátvédmunkájával” (az olasz sokáig feltartotta a két McLarent ezzel téve lehetővé Alonso számára, hogy előnyre tegyen szert).
A 2005-ös szezont követően Alonso számos kitüntetésben részesült, különösen hazájában, ahol egy külön kifejezést is alkottak az ifjú Forma–1-es pilótát körülvevő rajongásra: Alonsomania. A versenyző 2005 végén megkapta az „Asztúria Hercege-díjat”.
2005. december 19-én Alonso váratlanul bejelentette, hogy 2007-től a McLaren-Mercedesnél folytatja Forma–1-es pályafutását.

A 2007-es viszályokkal teli év után Fernando visszatér a világbajnok csapatához, a Renaulthoz. SOK SIKERT ALO 2008-ra!!! :)

Magánélet
Fernando Alonso nőtlen, jelenlegi barátnője Raquel del Rosario Macias, egy spanyol pop együttes énekesnője, akivel a versenyző egy rádióműsorban ismerkedett meg, amelyre Del Rosario Macias Alonso kérésére ment el.

Becenevek
Alonsót hazájában sokszor hívják "Magic Alonsónak" (azaz "Varázslatos Alonsónak"), ami egyben utalás hobbijára, a bűvészkedésre is. A spanyolok Nano-nak is szokták becézni, amit Fernando nem nagyon szeret, hiszen a Nano jelentése "kicsi".