Vuoden 1977 aikana Carlo Chiti, joka oli pitkään toiminut Alfa Romeolla insinöörinä, sai suostuteltua Alfa Romeon antamaan luvan autourheiluosastolleen, Autodeltalle, suunnitella ja valmistaa Formula 1 -auto, jolla perinteikäs autovalmistaja voisi tehdä paluun F1-radoille. Talli palasi sarjaan Autodelta-nimellä kesken kauden 1979, toimitettuaan moottoreita ensin vuonna 1971 March- ja vuonna 1976 Brabham-tallille. Paluukautensa jälkeen Alfa Romeon talli sai itselleen yhteistyökumppaniksi tupakkamerkki Marlboron, jonka avulla talli sai itselleen hyvät sponsorirahat. Tallin uudeksi nimeksi tuli Marlboro Team Alfa Romeo. Kaudella 1979 talli ei vielä saavuttanut pisteitä, mutta seuraavina vuosina tallin kuljettajat saavuttivat useampia pistesijoja, kaksi paalupaikkaa ja yhden nopeimman kierroksen. Bruno Giacomelli oli kolmas kauden Las Vegasissa ja Andrea de Cesaris tuli kauden kisoissa kahdesti toiseksi; Saksan GP:ssä Hockenheimissa ja Etelä-Afrikan GP:ssä Kyalamissa. Yhteistyö Marlboron kanssa kesti vuoden 1983 loppuun, jonka jälkeen tallin uudeksi pääsponsoriksi tuli italialainen vaatemerkki Benetton. Uuden sponsorin myötä tallin nimeksi tuli Benetton Team Alfa Romeo. Tallin autojen väritys muuttui myös radikaalisti kun aikaisemman puna-valkoisen värityksen korvasi Benettonin vihreä-punainen väritys. Alfa Romeon talli ajoi F1-sarjassa vielä kaksi vuotta ja kun Alfa Romeo sulautettiin Fiat SpA:han vuoden 1985 aikana, oli päätetty että kaikki Formula 1 -työ keskitettäisiin Ferrariin ja Alfa Romeo poistui sarjasta. Alfa Romeon viimeiseksi kilpailuksi jäi Australian GP 1985.