Untuk musim 2017 Alonso bermitra dengan Stoffel Vandoorne. Alonso mengalami masalah teknis saat akan memulai lomba di Rusia yang menyebabkannya gagal mengikuti start. Di lomba GP Spanyol untuk kali pertama Alonso bisa membawa McLaren Honda lolos ke kualifikasi Q3 dan kemudian meraih posisi start ketujuh meski saat lomba ia hanya bisa finis di urutan 12. Pada bulan April Alonso mengumumkan bahwa ia akan absen di GP Monako untuk mengikuti lomba IndyCar Indianapolis 500 dan posisinya sementara akan digantikan oleh Jenson Button. Alonso juga mencatat poin dan lap tercepat saat finis di urutan enam di Hongaria. Pada bulan September McLaren mengumumkan penggantian mesin dari Honda ke Renault untuk musim 2018. Kemudian pada 19 Oktober McLaren resmi mengumumkan Alonso bertahan untuk musim 2018 bersama Vandoorne.