I tok Alonso én pole og kom på pallen fire ganger, resultater som plasserte han på en fjerdeplass i mesterskapet. Han startet 2005-sesongen med seier i tre av sesongens fire første løp. Under Kinas Grand Prix ble han den yngste føreren i historien til å vinne førermesterskapet i en alder av 24 år og 58 dager. Denne rekorden ble senere slått av Lewis Hamilton i 2008. Han hjalp også Renault med å sikre konstruktørmesterskapet.