1990 wechselte Prost zur Scuderia Ferrari und ersetzte Gerhard Berger, der im Gegenzug Prosts Nachfolger bei McLaren wurde. Sein Teamkollege war Mansell, der bereits ein Jahr zuvor zum italienischen Rennstall gewechselt war. Nach einem Ausfall bei seinem Ferrari-Debüt gewann Prost das zweite Saisonrennen in Brasilien. Vier Rennen später, beim Großen Preis von Mexiko gewann er ein weiteres Rennen, das er vom 13. Platz startend aufgenommen hatte. Mit Mansell auf dem zweiten Platz feierte Ferrari überdies einen Doppelsieg. Die zwei folgenden Großen Preise von Frankreich und Großbritannien entschied Prost ebenfalls für sich, nachdem sein Teamkollege jeweils in Führung liegend ausgeschieden war. Beim Großen Preis von Spanien folgte ein weiterer Doppelsieg für Ferrari mit Prost auf dem ersten Platz. Wie im Vorjahr lief das Titelduell auf einen Zweikampf zwischen Prost und Senna hinaus. Beim Großen Preis von Japan in Suzuka entschied Prost den Start für sich. Allerdings kam es bereits in der ersten Kurve zu einer von Senna verursachten Kollision zwischen den beiden Piloten, bei der beide ausfielen. Die Weltmeisterschaft war somit zugunsten des Brasilianers entschieden. Prost wurde mit 71 zu 78 Punkten Vizeweltmeister. Damit hatte er beinahe doppelt so viel Punkte erzielt wie sein Teamkollege Mansell, der nur 37 Punkte sammelte, allerdings auch deutlich häufiger wegen technischer Defekte ausgefallen war.