Op 31 maart 2016 werd aangekondigd dat Vandoorne de vaste coureur Fernando Alonso zou vervangen bij de Grand Prix van Bahrein.
De Spanjaard was ongeschikt om te rijden na een ongeluk in de vorige ronde. Na de kwalificatie als twaalfde voor Jenson Button eindigde Vandoorne als tiende en werd de eerste reservecoureur die punten scoorde op zijn debuut sinds Sebastian Vettel bij de Grand Prix van de Verenigde Staten in 2007.