Pada tanggal 31 Maret 2016, diumumkan bahwa Vandoorne akan menggantikan pembalap reguler Fernando Alonso di Grand Prix Bahrain
setelah orang Spanyol dinyatakan tidak layak untuk mengemudi setelah kecelakaan besar di babak sebelumnya. Setelah lolos ke posisi 12 di depan Jenson Button, Vandoorne finis di posisi 10 dan menjadi pembalap cadangan pertama yang mencetak poin pada debutnya sejak Sebastian Vettel di Grand Prix Amerika Serikat 2007.