Met Jonathan Palmer die eind 1989 met pensioen ging en een nieuwe teamgenoot in Satoru Nakajima, werd Alesi verbazingwekkend de belangrijkste coureur van Tyrrell in 1990 voor wat zijn eerste volledige jaar in Grand Prix racen zou zijn (vóór het begin van het seizoen 1990 had Alesi slechts 8 race starts in de Formule 1). Tijdens het eerste evenement, de United States Grand Prix in Phoenix, leidde hij 25 ronden voor Ayrton Senna met een auto aangedreven door een klant Ford V8 beschouwd als enorm inferieur aan de V10 Honda in Senna's McLaren, en ook weer voorbij Senna nadat de Braziliaan voor het eerst voorop was gegaan. Tweede plaats in de Grand Prix van Monaco
volgde de tweede plaats in Phoenix, en halverwege het seizoen, riepen de topteams om zijn diensten in 1991. Er ontstond een verwarde situatie, met Tyrrell, Williams en Ferrari die allemaal beweerden de coureur binnen een zeer korte periode te hebben ondertekend. De resultaten daalden gedurende de rest van het seizoen 1990, en Alesi eindigde negende in het kampioenschap, met 13 punten.