Fernando Alonso Díaz inició su carrera en el mundo del motor desde muy joven viendo a su ídolo de la infancia Ayrton Senna,fue entonces cuando su padre le regaló un kart que él mismo había construido para su hija en un principio, aunque a ella no le interesó el vehículo porque era rotax y por eso acabó en manos de Fernando con tan solo 3 años.En ese año ganó su primera carrera y comenzó a entrenarse después de las clases del colegio junto a su padre, el cual ejerció de mánager y mecánico. Un año más tarde obtuvo la licencia oficial de la Real Federación Española de Automovilismo.
En 1988, con siete años, obtuvo su primer título en una competición oficial, el campeonato infantil de Asturias,16​ ganando las ocho carreras de las que constaba la prueba. Un año más tarde, en 1989, volvió a proclamarse campeón de karts de Asturias y Galicia.
Debido a los cambios de categoría, la familia no se podía hacer cargo de los gastos que acarreaban las carreras. Cerca del abandono, el importador de karts Genís Marcó se encargó de la financiación: proporcionaba los karts, buscaba patrocinadores o ejercía él mismo como tal, salvando la carrera deportiva de Fernando Alonso.​En 1991 se proclama campeón de Asturias y del País Vasco en categoría cadetes, alcanzando el subcampeonato de España aun sin participar en todas las carreras. Fue campeón de España en 1993 y 1994 como júnior, lo que le permitió competir en el Campeonato del Mundo al año siguiente, becado por la Real Federación Española de Automovilismo. En dicho campeonato quedó tercero.
En 1996 se proclamó campeón de España, del Trofeo Estival de Italia, del Marlboro Grand Prix y del Campeonato del Mundo Júnior. Al año siguiente, vence en los campeonatos de España, Italia y Europa en la categoría Internacional A. En 1998 vuelve a ganar el campeonato de España, el Trofeo París-Bercy, el campeonato Industria de Italia y el Open Ford.
Coche de Fórmula Nissan de Fernando Alonso.
En 1999 entró en escena el expiloto de Minardi, Adrián Campos, que se convertiría en su mánager. Lo ficha como sustituto de Marc Gené en el Euro Open by Nissan, en la que Alonso logra 6 poles, 5 vueltas rápidas y 6 victorias que a la postre le otorgaron el campeonato Euro Open Movistar de ese año.
De la Fórmula Nissan pasó a la Fórmula 3000 Internacional en el equipo Team Astromega. Alonso obtuvo la pole y ganó en la carrera de Bélgica y quedó segundo en la de Hungría. Por tanto, se ubicó cuarto en la clasificación general en el año de su debut, quedando por detrás de Bruno Junqueira, Nicolas Minassian y Mark Webber.
Fórmula 1
2001: el debut
Ferrari se interesó por él, llegando a un acuerdo verbal con Jean Todt para ejercer de piloto probador y foguearse en Prost. Después de este acuerdo verbal, Flavio Briatore le ofreció fichar por Renault. De esta forma, Alonso pasó a la Fórmula 1 fichado por Renault pero cedido a Minardi como piloto oficial.Con Minardi debutó en el Gran Premio de Australia de 2001, siendo el tercer piloto más joven en hacerlo, y además superando a un Benetton en pista. Su mejor clasificación con Minardi fue un 10.º puesto en el Gran Premio de Alemania. En el Gran Premio de España sorprendió al quedar por delante de los Benetton. En el Gran Premio de Japón llegó a adelantar al BAR de Olivier Panis y quedar por delante del Prost de Heinz-Harald Frentzen realizando de esa manera la mejor carrera de la temporada. Hizo la temporada completa y tuvo dos compañeros, con los que fue bastante más superior.
Renault (2002-2006)
2002: probador
En el año 2002 finalizó su cesión a Minardi y fue recuperado por Flavio Briatore como piloto probador de Renault para la temporada 2002.Al año siguiente se convirtió en piloto oficial del equipo en detrimento de Jenson Button, que fichó por la escudería BAR.Alonso siempre ha dicho que lamenta esa temporada como probador, ya que fue un año perdido donde hubiera podido competir. Durante ese año tuvo la oportunidad de hacer un test con Jaguar en el circuito de Silverstone, aunque esto no trascendió en su trayectoria.
2003: la primera victoria
Su primera carrera con Renault se saldó con un séptimo puesto en el GP de Australia de 2003 consiguiendo de esa forma sus primeros puntos en la máxima categoría. El 22 de marzo de 2003 se convirtió en el piloto más joven en lograr una pole position y un podio en Fórmula 1, con 21 años, en el Gran Premio de Malasia, pese a que aquel fin de semana estuvo con 39º de fiebre.En el Gran Premio de Brasil de 2003 sufrió el accidente más grave en su estancia en la Fórmula 1 al colisionar contra el muro en la vuelta 55 tras golpear una rueda del coche de Mark Webber, que había sufrido un siniestro anteriormente y había esparcido los restos de su monoplaza por la pista. Sin embargo, este percance no le impidió conseguir un nuevo podio, pues la carrera se dio por finalizada con su percance, y las posiciones finales fueron establecidas en una vuelta anterior al accidente.