Huolimatta epäluotettavasta ja kilpailukyvyttömästä autosta, Alonso ajoi McLarenille vuonna 2016 sen jälkeen, kun hän kertoi Dennisille, ettei hän lähtisi lomalle. Hän sanoi olevansa motivoitunut parantamaan muotoaan. Alonso osui Esteban Gutiérrezin Haasiin. Hän kärsi sivusuuntaisesta hidastumisesta ennen kuin hänen autonsa putki 540 astetta ja lepäsi. Pieni keuhko- ja kylkiluunmurtuma - aiheutti hänen menettävän Bahrainin Grand Prix -kilpailun.
McLarenin vara-ajamaan Stoffel Vandoorneen, jota hän auttoi. Alonso päihitti tiimikaverinsa Jenson Buttonin 15 kertaa ja teki pisteitä yhdeksän kertaa. Hänen korkein pisteensä oli pari viides sijaa ja hän teki nopeimman kierroksen. Alonso sijoittui kuljettajien mestaruudessa kymmenenneksi 54 pisteellä, mikä on selkeä parannus verrattuna vuoteen 2016.