L'any 2006 revalidà el Campionat del Món amb l'equip Renault. Aquest cop va haver de lluitar fins a l'última cursa del Campionat, novament aconseguint-ho al Gran Premi del Brasil, al circuit d'Interlagos. Alonso, va guanyar set curses aquell any, quatre de les quals van ser consecutives. La lluita pel primer lloc en la classificació general, va ser molt aferrissada amb l'heptacampió del món Michael Schumacher, que va abandonar al Circuit de Suzuka a causa d'un trencament del motor. Aquest fet, li va permetre a Alonso haver d'impedir només que Schumacher guanyés a l'última cursa per aconseguir el campionat. L'asturià, va poder celebrar el seu segon títol al podi, gràcies a la segona posició aconseguida. A més a més, va guanyar també el Campionat de Constructors per Renault, igual que la darrera temporada.