2012 bildete Alonso erneut mit Massa das Ferrari-Fahrerduo. Der Ferrari F2012 hatte zu Saisonbeginn besonders Probleme auf eine schnelle Runde zu kommen. Beim Saisonauftakt, dem Großen Preis von Australien, musste Alonso nach einem Fehler im Qualifying von Platz zwölf starten. Durch einen guten Start und einer soliden Leistung im Rennen erreichte er den fünften Platz. Ein Rennen später, beim Großen Preis von Malaysia war der Ferrari zwar nicht schneller als im Rennen zuvor, Alonso nutzte jedoch die wechselnden Wetterbedingungen und entschied das Rennen mit einer fehlerfreien Fahrt für sich. Er sicherte sich somit den ersten Saisonsieg für Ferrari, den insgesamt 28. seiner Karriere und übernahm damit die Führung in der Weltmeisterschaft. Beim nächsten Rennen in China gab er diese zwar wieder ab, da der Ferrari weiterhin nicht in der Lage war, um Podiumsplatzierungen zu kämpfen, er fuhr jedoch wie auch beim nachfolgenden Rennen in Bahrain Punkte ein.