Alonso memilih bergabung lagi ke McLaren untuk musim 2015 dan ia bermitra dengan mantan juara dunia lainnya, Jenson Button. Alonso sempat alami kecelakaan aneh saat testing pramusim di Barcelona yang membuatnya tidak bisa ikut lomba pembuka musim 2015 di Australia. Ia kemudian digantikan sementara oleh Kevin Magnussen. Di Malaysia ia di overlap oleh Ferrari Sebastian Vettel yang memenangi lomba tersebut sementara kondisi mobil McLaren Honda milik Alonso ternyata tidak kompetitif. Melihat situasi ini, Alonso menyatakan tidak menyesali keputusannya hengkang dari Ferrari. Di Austria, Alonso bertabrakan dengan mantan rekan setimnya Kimi Raikkonen. Poin perdana Alonso di musim 2015 dicatat di GP Inggris di Silverstone saat ia finis di posisi 10, selanjutnya di Hongaria, Alonso berhasil finis di posisi lima yang menjadi posisi terbaiknya sampai musim 2015 berakhir.