Sezóna 2007
Hamilton bude tímovým kolegom obhajcu titulu dvojnásobného majstra sveta Fernanda Alonsa. Alonso nastúpil do McLarenu po odchode z Renaultu. Pri svojom debute na Veľkej cene Austrálie sa kvalifikoval na štvrté miesto a v pretekoch skončil tretí. Stal sa trinástym jazdcom, ktorý skončil na stupňoch víťazov vo svojich prvých pretekoch F1 v kariére (s výnimkou pretekov v prvom kole majstrovstiev sveta). V Bahrajne Hamilton prvýkrát štartoval v prvej rade, kvalifikoval sa a skončil druhý. Vo Veľkej cene Španielska Hamilton opäť skončil druhý za Massom. Tým sa dostal do vedenia v šampionáte jazdcov. Hamilton prekonal rekord Brucea McLarena ako najmladší jazdec, ktorý kedy viedol svetový šampionát.
Hamilton získal vo Veľkej cene Kanady svoju prvú pole position aj prvé víťazstvo v kariére F1.
Počas kvalifikácie na Veľkú cenuHamilton na okruhu Nürburgring havaroval kvôli poruche pravej prednej pneumatiky. Kvalifikáciu nemohol dokončiť a do pretekov odštartoval z desiatej pozície. Počas silného dažďa, ktorý spôsobil dočasné zastavenie pretekov, Hamilton skĺzol do štrkovej pasce. Po opätovnom štarte sa mu podarilo do pretekov vrátiť. Jeho deviate miesto v týchto pretekoch bolo jeho prvým nepostupovým a nebodovým umiestnením.
Hamilton vyhral Veľkú cenu Maďarska z pole position. Alonso najprv dosiahol najrýchlejší čas, ale dostal päťmiestnu penalizáciu za blokovanie Hamiltona v boxovej uličke, čo mu znemožnilo zajazdiť posledné kvalifikačné kolo. McLaren bol tiež potrestaný a nezískal žiadne body pre konštruktéra za preteky.
Hamilton potom povedal, že obnovil svoj vzťah s Alonsom. V Turecku sa kvalifikoval na druhé miesto. Hamilton jazdil na treťom mieste. Pneumatika mu praskla a musel sa pomaly vrátiť do boxov. Preteky dokončil na piatom mieste. Jeho náskok v šampionáte sa znížil.
Alonso porazil Hamiltona vo Veľkých cenách Talianska a Belgicka. Hamilton mal teraz v pretekoch o titul dvojbodový náskok. Jeho náskok sa po víťazstve na Veľkej cene Japonska zvýšil na 12 bodov. Preteky sa konali za silného dažďa a Alonso z nich vypadol. Po pretekoch došlo k vyšetrovaniu zo strany stewardov (úradníkov). Tí sa zaoberali Hamiltonovým konaním za bezpečnostným vozidlom. Sebastian Vettel aj Mark Webber vypadli z pretekov, keď nasledovali Hamiltona. Stewardi pretekov nezistili, že by niekto urobil niečo proti pravidlám.
Hamilton si v Číne vybojoval pole position. Preteky sa konali za suchého aj mokrého počasia. Hamilton z pretekov odstúpil. Došlo k silnému opotrebovaniu pneumatík. Pokúsil sa vojsť do boxov. Široko sa rozbehol a vletel do štrkovej pasce. Jeho auto uviazlo a Hamilton zaznamenal prvé odstúpenie vo svojej kariére vo formule 1. Hamilton išiel do záverečných pretekov sezóny so štvorbodovým náskokom.
Vo Veľkej cene Brazílie sa Hamiltonovi podarilo získať iba dva body do šampionátu, keďže preteky dokončil na siedmom mieste. Hamiltona na štarte predbehol Räikkönen. V prvej zákrute ho zablokovali Massa a Räikkönen a vyviedli ho z rovnováhy. Hamiltona v tretej zákrute predbehol Alonso. Hamilton sa pokúsil opätovne predbehnúť Alonsa v 4. zákrute. Prešiel do šírky a klesol na ôsme miesto. Potom sa v 9. kole začali problémy. Hamilton mal problém s prevodovkou. Zasekol sa na neutrále a nemohol zaradiť žiadny rýchlostný stupeň. Hamilton resetoval nastavenia na volante. Prevodovka začala opäť fungovať. Stratil 40 sekúnd, zatiaľ čo jeho auto vybiehalo.
Väčšinu pretekov viedol Massa a Räikkönen bol druhý. Ak by sa preteky skončili takto, Hamilton by sa stal majstrom sveta. Počas druhého kola zastávok v boxoch prevzal Räikkönen vedenie od Massu. Räikkönen vyhral preteky a stal sa majstrom sveta formuly 1 pre rok 2007.
Hamilton ukončil sezónu so štyrmi víťazstvami a druhým miestom v majstrovstvách sveta jazdcov so 109 bodmi pred tímovým kolegom Fernandom Alonsom.
Napätie v tíme
Prvý náznak toho, že Hamilton nie je spokojný so svojím tímom, sa objavil po tom, čo v Monaku skončil druhý. Jeho komentáre po pretekoch naznačovali, že bol nútený plniť podpornú úlohu. FIA skúmala, či McLaren neporušil pravidlá tým, že presadzoval tímové príkazy. FIA rozhodla, že McLaren neporušil žiadne pravidlá. Počas kvalifikácie na Veľkú cenu Maďarska Alonso zadržal Hamiltona v boxoch. To spôsobilo, že Hamilton vynechal posledné kolo, aby sa pokúsil získať pole position. Alonso bol odsunutý na šiestu štartovú pozíciu. To posunulo Hamiltona na pole position. McLarenu boli odobraté body do šampionátu konštruktérov. Hamilton povedal, že podľa neho bol Alonsov trest "celkom ľahký, ak vôbec" a ľutuje len stratu bodov pre konštruktérov. V dôsledku týchto udalostí sa vzťahy medzi Hamiltonom a Alonsom dočasne rozpadli. Dvojica si krátko nerozumela.
Po Veľkej cene Japonska mal Alonso pocit, že verdikt stewardov rozhodol o šampionáte v prospech Hamiltona. Povedal: "Na tento šampionát už nemyslím, rozhodlo sa o ňom mimo trate. Porada jazdcov nemá žiadny zmysel. Chodíte tam, aby ste si vypočuli, čo hovorí Charlie Whiting a ostatní funkcionári. Dvadsaťjeden jazdcov má svoj názor, Charlie a funkcionári iný, a tak je to ako hovoriť do steny."
Po skončení sezóny Alonso a McLaren 2. novembra 2007 rozviazali zmluvu. Obe strany sa dohodli na Alonsovom odchode.
Sezóna 2008
V januári 2008 Hamilton podpísal novú päťročnú zmluvu s tímom McLaren-Mercedes do konca sezóny 2012. V sezóne 2008 bude Heikki Kovalainen jazdiť v druhom vozidle McLaren-Mercedes.
V prvých pretekoch sezóny 2008, Veľkej ceneAustrálie, sa Hamilton kvalifikoval na pole position a preteky vyhral. V Bahrajne Hamilton počas tréningovej havárie zničil svoje auto. Použil náhradný podvozok a v kvalifikácii obsadil tretie miesto. V pretekoch narazil do zadnej časti Alonsovho auta a skončil na 13. mieste. V Španielsku sa vrátil na pódium a skončil tretí. Hamilton skončil v Turecku druhý a o dva týždne neskôr vyhral Veľkú cenu Monaka, čím sa vrátil do čela šampionátu.
V Montreale sa kvalifikoval na pole position, ale počas pretekov narazil do zadnej časti vozidla Kimiho Räikkönena. Na konci boxovej uličky svietilo červené svetlo. Hamilton si nevšimol, že Räikkönen na svetelnej križovatke zastavil. Hamilton dostal trest 10 miest na štartovom rošte pre nasledujúce preteky, Veľkú cenuFrancúzska. Hamilton pokračoval a vyhral Veľkú cenu Veľkej Británie v náročných mokrých podmienkach. Tento výkon bol označený za jeden z jeho doteraz najlepších. Samotný Hamilton na tlačovej konferencii po pretekoch povedal, že to bolo jeho najťažšie a najvýznamnejšie víťazstvo.
V ďalších pretekoch na Hockenheime Hamilton štartoval z pole position a vyhral o 9 sekúnd.
Hamilton vyhral Veľkú cenu Belgicka, ale toto víťazstvo bolo spochybnené. V šikane opustil pretekársku trať, aby sa vyhol zrážke s Kimim Räikkönenom. Vedenie pretekov uviedlo, že tým Hamilton získal nespravodlivú výhodu. McLaren uviedol, že ich monitorovacie zariadenie ukázalo, že Hamilton spomalil, aby pustil Räikkönena pred seba. Hamilton dostal 25-sekundovú penalizáciu. Trest ho odsunul na tretie miesto. McLaren sa proti trestu odvolal na Svetovú radu motoristického športu FIA. Odvolanie bolo zamietnuté. Rada uviedla, že prípad bol neprípustný.
Vo Fudži získal Hamilton v kvalifikácii pole position. Jeho najbližším súperom v boji o titul šampióna bol Felipe Massa. Massa sa dokázal kvalifikovať len na piate miesto. Na začiatku pretekov Kimi Räikkönen dobre odštartoval a predbehol Hamiltona. Hamilton sa v prvej zákrute rozbehol do šírky. To prinútilo niektorých jazdcov za ním vyjsť z trate. Hamilton dostal za svoje konanie trest za jazdu. V druhom kole, keď sa Hamilton snažil predbehnúť Massu v 10. zákrute, Hamilton sa zaradil vedľa neho a urobil krok, aby ho predbehol. Massa sa potom rozbehol do šírky a obe autá sa zrazili. Hamiltonovo auto sa dostalo do rotácie. Massa dostal za tento krok trest za jazdu. Hamilton klesol na posledné miesto. Podarilo sa mu dokončiť preteky na 12. mieste, ale nezískal žiadne body.
Na Veľkej cene Číny bol Hamilton v tréningu oveľa rýchlejší ako všetky ostatné vozidlá. Kvalifikoval sa na pole position. Vyhral preteky a získal 7-bodový náskok v majstrovstvách sveta.
Veľká cena Brazílie bola poslednými pretekmi roka. Hamilton potreboval skončiť aspoň piaty, aby vyhral majstrovstvá sveta. Po náročných pretekoch bol Hamilton na piatom mieste. V záverečných kolách pretekov začalo pršať. Sebastian Vettel predbehol Hamiltona na piatej pozícii.
Massa už preteky vyhral. Keď bol Hamilton na šiestom mieste, zdalo sa, že Massa získa titul. Počas posledného kola Vettel aj Hamilton predbehli Tima Glocka. Glock používal pneumatiky do suchého počasia a Hamilton pneumatiky do mokrého počasia. Hamilton sa tak vrátil na piate miesto. Hamiltonov predjazd mu priniesol o jeden bod viac ako Massa.
Hamilton vyhral v roku 2008 majstrovstvá sveta formuly 1. Stal sa najmladším jazdcom, ktorý získal titul, a zároveň prvým jazdcom čiernej pleti. Zároveň sa stal prvým britským jazdcom, ktorý vyhral titul majstra sveta od roku 1996, keď ho získal Damon Hill.
Rasové zneužívanie
4. februára 2008 sa Hamiltonovi počas predsezónnych testov na okruhu Catalunya v Katalánsku slovne posmievali a urážali ho. Niekoľko španielskych divákov malo na tvári čiernu farbu a čierne parochne. Na sebe mali tričká s nápisom "Hamiltonova família [sic]". Hamilton sa stal v Španielsku nepopulárnym kvôli svojej rivalite so Španielom Fernandom Alonsom. FIA varovala španielske orgány, aby nedovolili, aby toto správanie pokračovalo. 13. februára 2008 FIA oznámila, že spustí kampaň "Preteky proti rasizmu".
Sezóna 2009
Hamilton štartoval do úvodnej Veľkej ceny Austrálie 2009 z 18. miesta na štartovom rošte. Hamilton dokončil preteky na treťom mieste po tom, ako bol Jarno Trulli penalizovaný. Trulli predbehol Hamiltona počas jazdy za bezpečnostným vozidlom. Po pretekoch sa konalo vypočutie stewardov. Hamilton a McLaren povedali stewardom, že Trulliho pred seba nepustili. Rádiová komunikácia McLarenu dokázala, že to bola lož. Hamilton bol diskvalifikovaný z pretekov za poskytnutie "zavádzajúcich dôkazov" počas vypočúvania stewardov. Neskôr sa súkromne ospravedlnil riaditeľovi pretekov FIA Charliemu Whitingovi za klamstvo.
Počas nasledujúcich šiestich pretekov sa Hamiltonovi nedarilo. Ešte trikrát sa kvalifikoval mimo prvej desiatky, pričom jeho najlepším štartom bolo piate miesto. Získal len niekoľko bodov. Na Nürburgringu sa kvalifikoval na piate miesto. V prvom kole do seba narazil s Markom Webberom. Hamilton mal defekt pneumatiky a poškodil si auto. Skončil na 18. mieste.
Hamiltonov výkon sa na Hungaroringu zlepšil. Hamilton odštartoval ako štvrtý. Dobrý štart s asistovaným štartom vozidla KERS ho do prvej zákruty posunul na druhé miesto. Do 13. kola viedol preteky. Do cieľa prišiel s náskokom 11,5 sekundy pred Räikkönenom. Bolo to Hamiltonovo desiate víťazstvo v kariére a prvé pre auto vybavené systémom KERS. Vo Valencii sa Hamilton prvýkrát v sezóne kvalifikoval z pole position a jeho tímový kolega Heikki Kovalainen sa kvalifikoval ako druhý. V pretekoch zlá zastávka mechanikov v boxoch pripravila Hamiltona o prvé miesto. Skončil druhý.
Hamilton vypadol z nasledujúcich dvoch pretekov, Veľkej ceny Belgicka a Talianska. Tým stratil akúkoľvek šancu na obhajobu titulu. V septembri na Veľkej cene Singapuru získal Hamilton svoje druhé víťazstvo v sezóne. V nasledujúcich dvoch pretekoch, Veľkej cene Japonska a Veľkej cene Brazílie, skončil tretí. Na úvodnej (vôbec prvej) Veľkej cene Abú Zabí sa Hamilton kvalifikoval na pole position. Viedol preteky, ale v 20. kole odstúpil pre problém so zadnými brzdami. Bolo to jeho prvé odstúpenie vo formule 1 v súvislosti s mechanikou.
Sezóna 2010
Po náročnej sezóne 2009 sa Hamilton vydal na novú cestu za titulom. V Bahrajne skončil tretí. V Austrálii sa Hamilton v kvalifikácii nedostal do prvej desiatky. Do pretekov štartoval z jedenásteho miesta na štartovom rošte a preteky ukončil na šiestom mieste. V závere pretekov mal kolíziu s Markom Webberom. V Malajzii McLaren počas kvalifikácie zle odhadol počasie a nechal Hamiltona vyraziť na nesprávnych pneumatikách do mokrých podmienok. Do pretekov odštartoval z 20. miesta na štartovom rošte, ale došiel do cieľa na šiestom mieste. Hamilton dostal počas pretekov varovanie. Štyrikrát kľučkoval v snahe prelomiť aerodynamický ťah Vitalijovi Petrovovi. Hamilton sa ho nesnažil blokovať. Po pretekoch boli pravidlá objasnené. Jazdec môže kľučkovať len raz, aj to len preto, aby prerušil vlečenie.
V Šanghaji skončil Hamilton na druhom mieste za tímovým kolegom Jensonom Buttonom. Pre McLaren to bolo prvé umiestnenie 1-2 po dva a pol roku. Hamilton sa zaplietol do incidentu v boxovej uličke s jazdcom Red Bullu Sebastianom Vettelom. Obaja jazdci dostali od stewardov pretekov pokarhanie.
Hamilton sa na Veľkú cenu Španielska kvalifikoval ako tretí. Ku koncu pretekov bol druhý za Markom Webberom. Hamilton už predtým zajazdil najrýchlejšie kolo pretekov. V predposlednom kole pretekov vybehol z trate a narazil do steny. Zničilo sa ľavé predné zavesenie a Hamilton z pretekov vypadol. Zlyhal ráfik kolesa, ktorý zničil pneumatiku a Hamiltona poslal mimo kontrolu. Bol klasifikovaný na 14. mieste.
Nasledujúci víkend v Monaku Hamilton a jeho tímový kolega Jenson Button pretekali s volantom vykladaným diamantmi. Na Hamiltonovom volante bol diamantmi vyrytý rok "08" za jeho prvenstvo v roku 2008. Button mal na volante rok "09" za svoje prvenstvo v roku 2009. Hamilton sa kvalifikoval a skončil piaty. Na Veľkú cenu Turecka sa Hamilton kvalifikoval ako najlepší jazdec sezóny na druhom mieste. Hamilton jazdil na druhom mieste, keď sa v 40. kole zrazili Vettel a Webber. To posunulo Hamiltona na prvé miesto. Jenson Button bol potom na druhom mieste. Pred koncom pretekov sa ešte raz navzájom predbehli. Hamilton získal svoje prvé víťazstvo v sezóne 2010 a posunul sa na tretie miesto v šampionáte jazdcov.
Hamilton sa na Veľkú cenu Kanady kvalifikoval z prvého miesta. Na okruhu Gillesa Villeneuva štartoval z pole position v každých pretekoch F1. Hamilton vyhral preteky a dostal sa do vedenia šampionátu jazdcov.
Deň po Veľkej cene Hamilton priletel späť do Veľkej Británie a šoféroval víťazný McLaren MP4/4 Ayrtona Sennu. Hamilton bol očividne nadšený a premožený emóciami. Opísal to ako "jeden z najlepších dní svojho života". Uviedol tiež, že jazdou na tomto aute si "splnil jeden zo svojich snov".
Hamilton sa vo Valencii kvalifikoval na tretie miesto. Na začiatku pretekov predbehol Marka Webbera. Počas výjazdu safety caru Hamilton prešiel druhú bezpečnostnú čiaru približne 0,5 sekundy po výjazde safety caru z boxov. Hamilton predbehol bezpečnostné vozidlo namiesto toho, aby spomalil a nasledoval bezpečnostné vozidlo. Fernando Alonso bol za Hamiltonom a musel zostať za bezpečnostným vozidlom. Alonso sa sťažoval svojmu tímu cez vysielačku. Stewardi incident vyšetrili a potrestali Hamiltona trestom za prejazd. Pred oznámením trestu bola 20-minútová prestávka. To umožnilo Hamiltonovi vytvoriť si veľký odstup od auta za ním. Keď si odpykal trest, zostal na druhom mieste. To Alonsa a tím Ferrari rozzúrilo. Hamilton potom obvinil Alonsa z "kyslého hrozna". Hamilton a Alonso sa pred ďalšími pretekmi udobrili. Hamilton skončil druhý a udržal si vedenie v šampionáte jazdcov.
Na Silverstone skončil druhý a na Hockenheime štvrtý. V Maďarsku sa Hamilton kvalifikoval na piate miesto, ale počas pretekov odstúpil pre problémy s motorom. Stratil tak vedenie v šampionáte na úkor Webbera.
Po mesačnej letnej prestávke Hamilton vyhral Veľkú cenu Belgicka a zajazdil najrýchlejšie kolo. To ho posunulo na prvé miesto v šampionáte. Na Veľkej cene Talianska aj Singapuru však z pretekov odstúpil. To ho posunulo na tretie miesto.
