2005-ben Alonso új csapattársat kapott Giancarlo Fisichella személyében, aki győzelemmel mutatkozott be a Renaultnál Ausztráliában, míg Alonso a harmadik helyen végzett. Ezt követően a spanyol három futamot nyert sorozatban (Malajzia, Bahrein, San Marino), s fölényes vezetést szerzett a világbajnoki pontversenyben. A szezon során még négy versenyt nyert, (Nürburgring, Magny-Cours, Hockenheim, Sanghaj) és Brazíliában bebiztosította a világbajnoki címet. Alonso 24 év 59 naposan a Formula–1 addigi történetének legfiatalabb világbajnoka lett, az autója miatt szenvedő Michael Schumachert maga mögé utasítva, aki addig zsinórban öt, összesen hét világbajnoki címet szerzett.