Alonso pasirašė sutartį su "Alpine F1 Team", kad šiems sezonams važiuotų kartu su Estebanu Oconu, o "Renault" pakeitė komandos pavadinimą. Siekdamas sugrįžti į Formulę 1, Alonso atliko keturias testines dienas važiuodamas "Renault R.S.18" ir užėmė pirmą vietą "Renault R.S.20" jaunų vairuotojų testų sąraše. Savo pirmojoje lenktynėje su "Alpine", Alonso buvo priverstas atsistatydinti, kai plastikinės atliekos pateko į jo stabdžių kanalą. 2021 m. Emilijos Romanijos Grand Prix
jis baigė 11-ąją vietą po kvalifikacijos P15, o jo komandos draugas Oconas baigė pirmiau P10, tačiau abu buvo pakelti vieną poziciją po to, kai Kimi Räikkönenas buvo nubaustas, todėl Alonso gavo pirmuosius sezonos taškus. 2021 m. Vengrijos Grand Prix Alonso laikinai vadovavo lenktynėms, o po to nukrito į aikštelę ir nukrito į ketvirtą vietą prieš Lewisą Hamiltoną. Komandinis Oconas pripažino, kad Alonso gynyba prieš Hamiltoną jam suteikė galimybę pasiekti savo pirmąją lenktynių pergalę. 2021 m. rugpjūčio mėn. Alonsas pasinaudojo galimybe pratęsti savo sutartį sezonu.