Prima edizione del Campionato Mondiale di F1, anno 1950, l'Alfa Romeo si iscrive al campionato con il modello 158 e con il torinese Nino Farina vince agevolmente. L'Alfa Romeo è da sempre sinonimo di auto sportiva e molte delle sue vittorie sono ancora oggi memorabili, come quella di Tazio Nuvolari che nel 1935 andò a vincere a Nurburgring, in casa dei rivali tedeschi della Mercedes.
Il modello 158 che debuttò in F1 era un evoluzione della stessa monoposto che dal 1938 vinceva e dominava ogni competizione, successi interrotti solo dal secondo conflitto bellico mondiale.

Nel primo anno di F1 conquista il mondiale vincendo 6 Gp su 7, e nel secondo anno (1951) si ripete con l'incredibile talento di Juan Manuel Fangio, questa volta alla guida del nuovo modello 159, rinomata per le incredibili prestazioni di un motore da 430 cavalli che consumava 1 litro di benzina ogni 600 metri.

L'esperienza dell'Alfa Romeo in Formula1 come scuderia si interrompe bruscamente principalmente a causa dei ridottissimi fondi a disposizione dell acasa italiana. Nel 1970 e nel 1971 fornisce alla McLaren guidata da De Adamich un motore V8 non all'altezza dei rivali, mentre nel 1976 fornì alla Brabham (di Bernie Ecclestone) un potentissimo V12 da 510 cavalli, progettato da Carlo Chiti. Il V12 però consumava troppo ed era troppo ingombrante per consentire alla Brabham di sfruttare l'effetto suolo che altre scuderie iniziavano ad usare con successo, per questo motivo nel 1979 l'Alfa Romeo riprogettò velocemente il suo V12 e tornò a disputare il mondiale come scuderia costruttrice (oltre a fornire i motori alla Brabham)

Il modello 177, monoposto che prese parte al mondiale del 1979 e guidato da Bruno Giacomelli, fu sostituito dopo solo due Gp dal modello 179. Anche le successive stagioni, dal 1980 al 1985, furono povere di successi per l'Alfa Romeo ed i modelli 182, 183T, 184T e 185T sono ancora oggi ricordati per la scarsa affidabilità. Fallimentare anche la collaborazione con la scuderia Osella cui fornì motori e progettisti, tanto che la casa del biscione impedì alla scuderia di Enzo Osella l'uso del nome Alfa Romeo.

Nel 1985 l'Alfa Romeo iniziò il progetto di un motore V10 aspirato adatto ai nuovi regolamenti di Formula1 che nelle successive stagioni avrebbe impedito l'uso di motori turbo. Il primo V10 da 3,5 litri e 590 cavalli di potenza fu utilizzato dalle monoposto di Guy Ligier e btteva in potenza i motori Honda e Renault che disputavano lo stesso campionato. Nel 1986 l'Alfa Romeo produce il suo ultimo motore per la Formula1 con 620 cavalli di potenza e 13500 giri al minuto.
L'Alfa Romeo ovviamente non abbandonò mai il mondo delle corse conquistando vittorie e trofei in tutto il mondo ed in quasi tutte le competizioni, ed ancora oggi è il secondo "cuore sportivo" dell'Italia nell'automobilismo, dopo la Ferrari ovviamente.

Spettacolari anche le competizioni auto-storiche che si svolgono in tutta europa. Appassionati e proprietari di Alfa Romeo, mettono a punto le loro vetture e si presentano in pista con tutto il prestigio di un marchio che ha fatto la storia dell'automobilismo.