Alfa Romeo tuli Grand Prix -autoiluun mukaan vuonna 1924 Vittorio Janon suunnittelemilla autoilla kuljettajanaan Antonio Ascari, joka toi tallille ensimmäisen voiton Cremonassa 1920-luvun puolivälissä.[2] Tallin auto dominoi kilparadoilla 1920-luvulla ja otti lisäksi valmistajien mestaruuden, mutta kuljettaja Ascari kuoli Montlheryssä järjestetyssä Ranskan osakilpailussa.[2] 1930-luvulla Jano suunnitteli Tipo B-auton, joka voitti 1932–34 välisenä aikana Rudolf Caracciolan ja Tazio Nuvolarin ohjastamana jokaisen kilpailun, johon se osallistui.[2] Vuonna 1933 Alfa Romeo kansallistettiin ja vetäytyi virallisesti kilparadoilta, mutta Ferrari ryhtyi yhteistyöhön tallin jäänteiden kanssa.[2] Talli palasi kilparadoille vuonna 1938, mutta sodan uhan vuoksi talli valmisti pienempien sarjojen autoja ja kätki ne juustotehtaaseen Saksan miehittäessä Italian toisen maailmansodan aikana.[2] Sodan jälkeen esiin kaivetut kilpa-autot dominoivat jälleen kilparatoja ja niillä voitettiin 26 kilpailua putkeen.[2]
Formula 1
Alfa Romeo S.p.A (1950–1951)
Ensimmäisellä F1-kaudella 1950 Giuseppe Farina ajoi Alfa Romeolla maailmanmestariksi, ja saman teki seuraavalla kaudella Juan Manuel Fangio.[4][5] Näinä vuosina Alfa Romeolla saavutettiin 10 voittoa, 13 nopeinta kierrosta ja 10 paalupaikkaa.[2][3] 1950 Alfa Romeo voitti kaikki 6 GP-kisaa joihin se osallistui. Kilpailujen yhteispituus oli tuolloin 2447,6 kilometriä, joista Alfa Romeot johtivat yli 2300 kilometriä. Farinan ja Fangion lisäksi kuljettajana toimi Luigi Fagioli. Tehdas vetäytyi sarjasta sääntömuutosten takia, joiden takia talli olisi joutunut suunnittelemaan kokonaan uudenlaisen F1-auton korvaamaan 13 vuoden ajan käytetyn Alfa Romeo 158/159 -ajokin, jonka avulla talli oli alun perin menestynyt Formula 1 -kilpailuissa.
Autodelta, Marlboro ja Benetton Team Alfa Romeo (1979–1985)
Vuoden 1977 aikana Carlo Chiti, joka oli pitkään toiminut Alfa Romeolla insinöörinä, sai suostuteltua Alfa Romeon antamaan luvan autourheiluosastolleen, Autodeltalle, suunnitella ja valmistaa Formula 1 -auto, jolla perinteikäs autovalmistaja voisi tehdä paluun F1-radoille. Talli palasi sarjaan Autodelta-nimellä kesken kauden 1979, toimitettuaan moottoreita ensin vuonna 1971 March- ja vuonna 1976 Brabham-tallille. Paluukautensa jälkeen Alfa Romeon talli sai itselleen yhteistyökumppaniksi tupakkamerkki Marlboron, jonka avulla talli sai itselleen hyvät sponsorirahat. Tallin uudeksi nimeksi tuli Marlboro Team Alfa Romeo. Kaudella 1979 talli ei vielä saavuttanut pisteitä, mutta seuraavina vuosina tallin kuljettajat saavuttivat useampia pistesijoja, kaksi paalupaikkaa ja yhden nopeimman kierroksen.[2][3]Bruno Giacomelli oli kolmas kauden 1981Las Vegasissa ja Andrea de Cesaris tuli kauden 1983 kisoissa kahdesti toiseksi; Saksan GP:ssä Hockenheimissa ja Etelä-Afrikan GP:ssä Kyalamissa.[6][7][8] Yhteistyö Marlboron kanssa kesti vuoden 1983 loppuun, jonka jälkeen tallin uudeksi pääsponsoriksi tuli italialainen vaatemerkki Benetton. Uuden sponsorin myötä tallin nimeksi tuli Benetton Team Alfa Romeo. Tallin autojen väritys muuttui myös radikaalisti kun aikaisemman puna-valkoisen värityksen korvasi Benettonin vihreä-punainen väritys. Alfa Romeon talli ajoi F1-sarjassa vielä kaksi vuotta ja kun Alfa Romeo sulautettiin Fiat SpA:han vuoden 1985 aikana, oli päätetty että kaikki Formula 1 -työ keskitettäisiin Ferrariin ja Alfa Romeo poistui sarjasta. Alfa Romeon viimeiseksi kilpailuksi jäi Australian GP 1985.
Tallin lopettamisen jälkeen Alfan moottoreilla ajoi Osella-talli, viimeisen kerran kaudella 1987.[9]
Alfa Romeo Racing (2019–2023)
Alfa Romeo palasi Formula 1 -sarjaan ensin Sauber-tallin nimisponsorina kaudella 2018 ja kaudesta 2019 alkaen Sauberin valmistajanimenä.[10][11] Uusi Alfa Romeon F1-talli sijoittui paluukautenaan valmistajien MM-sarjassa sijalle 8. Kaudella 2020 tallin kuljettajina jatkoivat edelliskaudelta tuttu kuljettajakaksikko Kimi Räikkönen ja Antonio Giovinazzi. Tallin testikuljettajina vuonna 2020 oli entinen F1-kuljettaja Robert Kubica sekä ensimmäisenä Alfa Romeon naispuolisena kuljettajana Tatiana Calderón, joka toimi jo Sauberin testikuljettajana. Kaudella 2021 kilpakuljettajina jatkoivat Räikkönen ja Giovinazzi. Kaudelle 2022 vaihtuivat kummatkin kuljettajat, kun Valtteri Bottas korvasi uransa lopettaneen Kimi Räikkösen ja Giovinazzin tilalle palkattiin F1:ssä debyyttinsä tehnyt kiinalainen Zhou Guanyu. Hän oli ensimmäinen kiinalainen F1-kuljettaja kautta aikain.[12] Tallin parhaaksi sijoitukseksi jäi Bottaksen viides sija Emilia-Romagnan GP:stä. Talli saavutti myös yllättäen ensimmäisen nopeimman kierroksensa sitten Belgian GP:n 1983, kun Zhou ajoi sateisessa Japanin GP:ssä uransa ensimmäisen nopeimman kierroksen.
Elokuussa 2022 talli ilmoitti että Alfa Romeo poistuu Formula 1 -sarjasta kauden 2023 jälkeen.[13]