Debutà el 1935. Casat amb la ballarina Alicia Martínez del Hoyo (que des d'aleshores fou coneguda pel nom de casada, Alicia Alonso), el 1937 anà amb ella i el seu germà Alberto als Estats Units, on fins el 1948 formaren part de la companyia de l’American Ballet Theater. Posteriorment, el matrimoni retornà a Cuba, on formaren la companyia de ballet Alicia Alonso, que obtingué un gran èxit mundial.
El 1955 obtingué caràcter oficial i esdevingué Ballet Nacional de Cuba, i Fernando Alonso en fou nomenat director fins el 1975, que, en divorciar-se, esdevingué director del Ballet de Camagüey. Exercí també la docència a Mèxic, i l’any 2000 rebé el Premi Nacional de dansa de Cuba.