Nach der Trennung von McLaren kehrte Alonso für die Saison 2008 wieder zu seinem alten Team Renault zurück. Sein Teamkollege wurde der Brasilianer und Formel-1-Debütant Nelson Piquet junior, der Sohn des Formel-1-Weltmeisters Nelson Piquet. Noch vor Saisonbeginn äußerte sich Alonso skeptisch über das Potenzial seines neuen Dienstfahrzeugs: Er erwarte nicht, im Titelkampf eine Rolle zu spielen. Mit seinem zunächst deutlich unterlegenen Renault erzielte er neben einem vierten Platz beim von zahlreichen Ausfällen geprägten Saisonauftakt in Australien, sowie je zwei sechsten und achten Plätzen in der ersten Saisonhälfte nur 13 Punkte. Bei seinem Heim-Grand-Prix in Spanien erreichte er zwar die erste Startreihe, beendete das Rennen allerdings aufgrund eines Motorschadens nicht.