O 31 de marzo de 2016, anunciouse que Vandoorne substituiría ao piloto habitual Fernando Alonso no Gran Premio de Bahrein.
Despois de que o español fose declarado incapacitado para conducir tras un grave accidente na ronda anterior. Despois de clasificarse 12o por diante de Jenson Button, Vandoorne terminou 10o e converteuse no primeiro piloto de reserva en marcar puntos no debut desde Sebastian Vettel no Gran Premio de Estados Unidos de 2007.