Bei der Tour de France 2007 wurde Winokurow des Fremdblutdopings überführt. Daraufhin verlor er seine beiden Etappensiege, und das Team Astana, dem damals auch Andreas Klöden angehörte, zog sich noch vor dem Ende von der Rundfahrt zurück. Winokurow wurde für ein Jahr gesperrt und erklärte daraufhin seinen Rücktritt.
Erst als er ein Jahr später zurückkehren wollte, legte der Weltverband UCI Einspruch gegen die um ein Jahr verkürzte Sperre ein. Die UCI bekam Recht, Winokurow musste sein Comeback um ein Jahr verschieben. Nach seiner Rückkehr gewann er neben Lüttich-Bastogne auch die 13. Etappe der Tour de France.