A pesar del coche poco fiable y no competitivo, Alonso condujo para McLaren en 2016 después de que le dijo a Dennis que no iba a tomar un año sabático. Dijo que estaba motivado para mejorar su forma. En la primera carrera de la temporada, el, Alonso golpeó la rueda trasera de Haas de Esteban Gutiérrez en. Experimentó una desaceleración lateral antes de que el cañón de su coche rodara a través de 540 grados y descansara. Un pequeño neumotórax en su pulmón y pequeñas fracturas en las costillas le hicieron perderse el Gran Premio de Bahréin.
por razones médicas y fue reemplazado por el piloto de reserva de McLaren, Stoffel Vandoorne, a quien ayudó. Alonso superó a su compañero de equipo Jenson Button quince veces y anotó puntos nueve veces. Su mejor resultado fue un par de quintas posiciones en la y la, y anotó la vuelta más rápida de la. Alonso terminó décimo en el campeonato de pilotos con 54 puntos, una marcada mejora en comparación con 2016.