Alonso egy kétgyermekes családban született Spanyolország Asztúria tartományában. Édesanyja egy áruházban dolgozott, édesapja robbantási szakértő volt egy bányában. Van egy nővére, Lorena.

Fernando Alonso édesapja, José Luis amatőr gokart versenyző volt, aki szerette volna, ha gyermekei is osztoznak szenvedélyében. Épített egy kis, Forma–1-es autót formázó gokartot akkor nyolc esztendős lányának, aki azonban nem mutatott érdeklődést a sport iránt. Fiának, az ekkor három esztendős Fernandónak azonban megtetszett a gokartozás és ez meg is határozta a jövőjét.