На домашней гонке в Валенсии Алонсо стал первым, кто выиграл две гонки в сезоне 2012 года. Причём квалифицировался он лишь 11-м(!), но отличный прорыв и механические проблемы лидировавшего Феттеля позволили ему стать лидером чемпионата. В Сильверстоуне он впервые в сезоне завоевал поул, долго лидировал, но в конце гонки пропустил вперёд Марка Уэббера и финишировал 2-м. Зато на Гран-при Германии испанец одержал победу с поула, укрепив свои позиции в личном зачёте. В Венгрии он квалифицировался 6-м и финишировал 5-м. В Спа он впервые в сезоне сошёл из-за массовой аварии на старте, спровоцированной Роменом Грожаном. Причём болид француза пролетел в нескольких сантиметрах от головы испанца. В Италии и Сингапуре он финишировал третьим, доведя преимущество в чемпионате до 29 очков. Однако на Судзуке он снова сошёл после контакта с «Лотусом» Кими Райкконена, вследствие чего его преимущество в чемпионате над Себастьяном Феттелем сократилось до 4 очков.