W trakcie sezonu doszło również do przedłużenia kontraktu z Chip Ganassi Racing przy jednoczesnym ogłoszeniu kontraktu z Hiszpanem przez zespół McLarena, także w kontekście objęcia przez niego roli kierowcy rezerwowego zespołu Formuły 1. Hiszpan przejechał trening w trakcie GP Stanów Zjednoczonych dla tego zespołu. McLaren pozwał Palou na 23 miliony dolarów. Hiszpan w jednych z zeznań w trakcie trwania procesu zaznaczył, że zerwał umowę, ponieważ stracił wiarę w to, że kontrakt z zespołem pozwoli mu na zdobycie miejsca w zespole Formuły 1. W 2026 roku sąd w Londynie nakazał wypłatę rekompensaty przez Palou w wysokości 12 milionów dolarów dla zespołu McLarena za złamanie warunków kontraktu.
Sezon IndyCar w 2023 roku był najlepszym w dotychczasowej karierze Alexa Palou. Pomimo początku z miejscami w TOP10 i podium w Teksasie, Hiszpan zajmował miejsca w czołowej dziesiątce. Wygrał wyścig na pętli drogowej Indianapolis Motor Speedway, zdobył również pole position do wyścigu Indianapolis 500. Zajął w nim czwarte miejsce. Potem nastąpiła seria trzech zwycięstw w Detroit, Road America i Mid-Ohio. Następne dobre wyniki i wygrana w Portland pozwoliła na zdobycie drugiego tytułu mistrzowskiego w karierze z przewagą 78 punktów nad kolegą z zespołu, Scottem Dixonem.