Kausi 2007
Hamilton olisi puolustavan kaksinkertaisen maailmanmestarin Fernando Alonson tallikaveri. Alonso oli siirtynyt McLarenille lähdettyään Renaultilta. Debyytissään Australian Grand Prix -kisassa hän ajoi neljänneksi ja sijoittui kisassa kolmanneksi. Hänestä tuli kolmastoista kuljettaja, joka nousi palkintokorokkeelle uransa ensimmäisessä F1-kilpailussa (lukuun ottamatta kaikkien aikojen ensimmäisiä MM-kisoja). Bahrainissa Hamilton sai ensimmäisen eturivin starttinsa, karsinnan ja sijoittui toiseksi. Espanjan Grand Prix -kisassa Hamilton sijoittui jälleen toiseksi Massan taakse. Tämä nosti hänet kuljettajien MM-sarjan johtoon. Hamilton rikkoi Bruce McLarenin ennätyksen olla nuorin kuljettaja, joka on koskaan johtanut maailmanmestaruutta.
Hamilton saavutti sekä F1-uransa ensimmäisen paalupaikan että ensimmäisen voiton Kanadan Grand Prix -kisassa.
Euroopan Grand Prix -kisan karsinnoissa Hamilton kaatui Nürburgringillä oikean eturenkaan rikkoutumisen vuoksi. Hän ei pystynyt ajamaan karsintaa loppuun ja lähti kisaan kymmenenneltä sijalta. Kovan sadekuuron aikana, joka aiheutti kisan väliaikaisen keskeytyksen, Hamilton liukui sorapenkkaan. Hän pystyi palaamaan kisaan uudelleenstartin jälkeen. Hänen yhdeksäs sijansa tässä kilpailussa oli hänen ensimmäinen palkintosijoituksen ja pisteiden ulkopuolinen sijoituksensa.
Hamilton voitti Unkarin Grand Prix -kisan paalupaikalta. Alonso oli aluksi ajanut nopeimman ajan, mutta hän sai viiden lähtöruudun rangaistuksen estettyään Hamiltonin varikkokäytävällä, mikä esti Hamiltonia ajamasta viimeistä karsintakierrostaan. Myös McLaren sai rangaistuksen, eikä se saanut kisasta konepisteitä.
Jälkeenpäin Hamilton sanoi palauttaneensa suhteensa Alonsoon. Hän ajoi Turkissa kakkoseksi. Hamilton ajoi kolmanneksi. Hän sai renkaan tyhjäksi ja joutui ajamaan hitaasti takaisin varikolle. Hän lopetti kisan viidentenä. Hänen mestaruusjohtonsa pieneni.
Alonso voitti Hamiltonin Italian ja Belgian Grand Prix -kisoissa. Hamiltonilla oli nyt kahden pisteen johto mestaruuskamppailussa. Hänen johtonsa kasvoi 12 pisteeseen Japanin Grand Prix -voiton jälkeen. Kilpailu oli rankkasateinen, ja Alonso putosi kisasta. Kisan jälkeen kilpailustewardit (toimitsijat) tutkivat asiaa. He tarkastelivat Hamiltonin toimia turva-auton takana. Sekä Sebastian Vettel että Mark Webber putosivat kisasta Hamiltonin perässä. Kilpailun stewardit eivät havainneet kenenkään tehneen mitään sääntöjen vastaista.
Hamilton ansaitsi paalupaikan Kiinassa. Kisassa nähtiin sekä kuivia että märkiä sääolosuhteita. Hamilton keskeytti kisassa. Hänellä oli kova rengaskulutus. Hän yritti päästä varikolle. Hän ajautui leveäksi ja sorakuoppaan. Hänen autonsa jäi jumiin, ja Hamilton kirjasi Formula 1 -uransa ensimmäisen keskeytyksen. Hamilton lähti kauden viimeiseen kilpailuun neljän pisteen johtoasemassa.
Brasilian Grand Prix -kisassa Hamilton onnistui saamaan vain kaksi mestaruuspistettä, sillä hän sijoittui seitsemänneksi. Räikkönen ohitti Hamiltonin startissa. Massa ja Räikkönen tukkivat hänet sisään ensimmäiseen mutkaan, ja hän joutui epätasapainoon. Alonso ohitti Hamiltonin kaarteessa 3. Hamilton yritti ohittaa Alonson uudelleen kaarteessa 4. Hän ajoi leveäksi ja putosi kahdeksanneksi. Sitten alkoi ongelma 9. kierroksella. Hamiltonilla oli vaihdelaatikkovika. Hän oli juuttunut vapaalle eikä pystynyt valitsemaan vaihteita. Hamilton nollasi ohjauspyöränsä asetukset. Vaihteisto alkoi taas toimia. Hän oli menettänyt 40 sekuntia autonsa rullaillessa.
Suurimman osan kisaa Massa johti ja Räikkönen oli toisena. Jos kisa olisi päättynyt näin, Hamiltonista olisi tullut maailmanmestari. Toisen varikkokierroksen aikana Räikkönen otti johtopaikan Massalta. Räikkönen voitti kisan ja nousi Formula ykkösten maailmanmestariksi 2007.
Hamilton päätti kauden neljään voittoon ja sijoittui kuljettajien MM-sarjassa toiseksi 109 pisteellä ennen tallikaveriaan Fernando Alonsoa.
Tiimin jännitteet
Ensimmäinen merkki siitä, että Hamilton oli tyytymätön tiimiinsä, tuli sen jälkeen, kun hän sijoittui toiseksi Monacossa. Hänen kisan jälkeiset kommenttinsa viittasivat siihen, että hänet oli pakotettu toissijaiseen rooliin. FIA tutki, oliko McLaren rikkonut sääntöjä tiimikäskyjä noudattamalla. FIA totesi, että McLaren ei rikkonut sääntöjä. Unkarin Grand Prix -kisan aika-ajoissa Alonso pidätti Hamiltonia varikolla. Tämä sai Hamiltonin jättämään viimeisen kierroksen väliin yrittäessään ansaita paalupaikan. Alonso siirrettiin takaisin kuudennelle lähtöpaikalle. Tämä siirsi Hamiltonin paalupaikalle. McLarenilta vähennettiin rakentajien mestaruuspisteitä. Hamilton sanoi, että hänen mielestään Alonson rangaistus oli "aika kevyt, jos mikä", ja hän pahoitteli vain rakentajien pistemenetystä. Näiden tapahtumien seurauksena Hamiltonin ja Alonson suhde romahti väliaikaisesti. Kaksikko ei ollut lyhyen aikaa puheväleissä.
Japanin Grand Prix -kisan jälkeen Alonso oli sitä mieltä, että kisan stewardien tuomio oli ratkaissut mestaruuden Hamiltonin eduksi. Hän sanoi näin: Se on ratkaistu radan ulkopuolella." Alonso sanoi: "En ajattele enää mestaruutta. Kuljettajien tiedotustilaisuudella ei ole mitään tarkoitusta. Sinne mennään kuulemaan, mitä Charlie Whiting ja muut toimitsijat sanovat. Kahdenkymmenen yhden kuljettajan mielipide on toinen, Charliella ja toimitsijoilla toinen, joten se on kuin puhuisi seinälle".
Kauden päätyttyä Alonso ja McLaren purkivat sopimuksensa 2. marraskuuta 2007. Molemmat osapuolet sopivat Alonson lähdöstä.
Kausi 2008
Tammikuussa 2008 Hamilton allekirjoitti uuden viisivuotisen sopimuksen McLaren-Mercedeksen kanssa kauden 2012 loppuun asti. Kaudella 2008 Heikki Kovalainen ajaisi McLaren-Mercedeksen toista autoa.
Kauden 2008 ensimmäisessä kilpailussa, AustralianGrand Prix'ssa, Hamilton ajoi paalupaikalta ja voitti kilpailun. ottaa paikan. Bahrainissa Hamilton tuhosi autonsa harjoitusonnettomuudessa. Hän käytti vara-alustaa ja sijoittui karsinnassa kolmanneksi. Kilpailussa hän törmäsi Alonson auton perään ja sijoittui 13. sijalle. Espanjassa hän nousi jälleen palkintokorokkeelle sijoittuen kolmanneksi. Hamilton sijoittui toiseksi Turkissa ja voitti kaksi viikkoa myöhemmin Monacon Grand Prix'n, mikä nosti hänet takaisin mestaruuden johtoon.
Hän ajoi paalupaikalle Montrealissa, mutta törmäsi kisan aikana Kimi Räikkösen selkään. Varikkokäytävän päässä oli punainen valo. Hamilton ei nähnyt, että Räikkönen oli pysähtynyt valoihin. Hamilton sai 10 lähtöruudun rangaistuksen seuraavaan kilpailuun, Ranskan Grand Prix'hin. Hamilton voitti Britannian Grand Prix'n vaikeissa, märissä olosuhteissa. Sitä kutsuttiin yhdeksi hänen parhaista suorituksistaan tähän mennessä. Hamilton itse sanoi kilpailun jälkeisessä lehdistötilaisuudessa, että se oli hänen vaikein ja merkityksellisin voittonsa.
Seuraavaan kilpailuun Hockenheimissa Hamilton lähti paalupaikalta ja voitti 9 sekunnin erolla.
Hamilton voitti Belgian Grand Prix'n, mutta voitto kyseenalaistettiin. Hän jätti kilparadan shikaanissa välttääkseen törmäämisen Kimi Räikkösen kanssa. Kilpailuviranomaisten mukaan se antoi Hamiltonille epäreilun edun. McLaren sanoi, että heidän valvontalaitteensa osoittivat, että Hamilton hidasti päästääkseen Räikkösen ohi. Hamilton sai 25 sekunnin rangaistuksen. Rangaistus pudotti hänet kolmanneksi. McLaren valitti rangaistuksesta FIA:n autourheilun maailmanneuvostolle. Valitus hylättiin. Neuvosto sanoi, ettei tapausta voitu ottaa käsiteltäväksi.
Fujissa Hamilton otti paalupaikan karsinnassa. Felipe Massa oli hänen lähin kilpailijansa mestaruudesta. Massa onnistui karsimaan vain viidenneksi. Kisan alkaessa Kimi Räikkönen otti hyvän lähdön ja ohitti Hamiltonin. Hamilton ajoi ensimmäisessä mutkassa leveäksi. Tämä pakotti osan hänen takanaan ajaneista kuljettajista ulos radalta. Hamilton sai teoistaan läpiajorangaistuksen. Toisella kierroksella, kun Hamilton yritti ohittaa Massan kaarteessa 10, Hamilton ajoi rinnalle ja teki ohitusyrityksen. Massa ajautui tällöin leveäksi ja molemmat autot törmäsivät. Hamiltonin auto lähti pyörähtämään. Massa sai tästä liikkeestä läpiajorangaistuksen. Hamilton putosi viimeiselle sijalle. Hän onnistui ajamaan kisan loppuun sijalla 12, mutta ei saanut pisteitä.
Kiinan Grand Prix -kisassa Hamilton oli harjoituksissa paljon nopeampi kuin kaikki muut autot. Hän pääsi paalupaikalle. Hän voitti kisan ja otti 7 pisteen johtoaseman maailmanmestaruudessa.
Brasilian Grand Prix oli vuoden viimeinen kilpailu. Hamiltonin piti sijoittua vähintään viidenneksi voittaakseen maailmanmestaruuden. Kovan kilpailun jälkeen Hamilton oli viides. Kisan viimeisillä kierroksilla alkoi sataa. Sebastian Vettel ohitti Hamiltonin viidennestä sijasta.
Massa oli jo voittanut kisan. Kun Hamilton oli kuudes, näytti siltä, että Massa voittaisi mestaruuden. Viimeisellä kierroksella sekä Vettel että Hamilton ohittivat Timo Glockin. Glock käytti kuivan sään renkaita ja Hamilton märän sään renkaita. Tämä nosti Hamiltonin takaisin viidennelle sijalle. Hamiltonin ohitus antoi hänelle yhden pisteen enemmän kuin Massalle.
Hamilton oli voittanut Formula ykkösten maailmanmestaruuden vuonna 2008. Hänestä tuli nuorin mestaruuden voittanut kuljettaja ja ensimmäinen musta kuljettaja. Hän on myös ensimmäinen brittikuljettaja, joka on voittanut maailmanmestaruuden sitten Damon Hillin vuonna 1996.
Rotuun perustuva hyväksikäyttö
4. helmikuuta 2008 Hamiltonia pilkattiin ja pahoinpideltiin verbaalisesti kauden aika-ajoa edeltävien testien aikana Circuit de Catalunya -radalla Kataloniassa. Useilla espanjalaiskatsojilla oli mustat kasvomaalit ja mustat peruukit. Heillä oli paidat, joissa luki "Hamilton's familly [sic]". Hamiltonista oli tullut epäsuosittu Espanjassa hänen ja espanjalaisen Fernando Alonson välisen kilpailunsa vuoksi. FIA varoitti Espanjan viranomaisia, etteivät he antaisi tämän käytöksen jatkua. 13. helmikuuta 2008 FIA ilmoitti, että se käynnistää "Race Against Racism" -kampanjan.
Kausi 2009
Hamilton lähti kauden 2009 avausosakilpailuun Australian Grand Prix -kisaan lähtöruudusta 18. sijalta. Hamilton sijoittui kisassa kolmanneksi Jarno Trullin saatua rangaistuksen. Trulli oli ohittanut Hamiltonin turva-auton takana. Kilpailun jälkeen järjestettiin kilpailunjohdon kuuleminen. Hamilton ja McLaren kertoivat stewardeille, etteivät he päästäneet Trullia ohi. McLarenin radioviestintä osoitti, että se oli valetta. Hamilton hylättiin kilpailusta, koska hän oli antanut "harhaanjohtavia todisteita" stewardien kuulemisessa. Myöhemmin hän pyysi yksityisesti anteeksi FIA:n kilpailujohtaja Charlie Whitingilta valehtelua.
Seuraavien kuuden kisan aikana Hamilton ei suoriutunut hyvin. Hän sijoittui vielä kolme kertaa kymmenen parhaan ulkopuolelle, ja hänen paras lähtönsä oli viides sija. Hän sai vain muutaman pisteen. Nürburgringillä hän ajoi viidenneksi. Ensimmäisellä kierroksella hän ja Mark Webber törmäsivät toisiinsa. Hamiltonille puhkesi rengas ja hänen autonsa vaurioitui. Hän sijoittui 18:nneksi.
Hamiltonin suorituskyky parani Hungaroringillä. Hamilton starttasi neljäntenä. Hyvä startti KERS-avusteisella autostartilla nosti hänet kakkoseksi ensimmäiseen mutkaan mennessä. Kierroksella 13 hän johti kilpailua. Hän ajoi maaliin 11,5 sekuntia Räikkösen edellä. Kyseessä oli Hamiltonin uran 10. voitto ja ensimmäinen KERS-varustetulla autolla. Valenciassa Hamilton ajoi paalupaikalle ensimmäistä kertaa tällä kaudella, ja hänen tallikaverinsa Heikki Kovalainen ajoi toiseksi. Kilpailussa mekaanikkojen huono varikkokäynti vei Hamiltonilta ensimmäisen sijan. Hän sijoittui toiseksi.
Hamilton putosi kahdesta seuraavasta kilpailusta, Belgian ja Italian Grand Prix'stä. Tämä poisti kaikki mahdollisuudet puolustaa mestaruuttaan. Syyskuussa Singaporen Grand Prix -kisassa Hamilton otti kauden toisen voittonsa. Hän sijoittui kolmanneksi kahdessa seuraavassa kilpailussa, Japanin ja Brasilian Grand Prix'ssa. Abu Dhabin Grand Prix'n avauskilpailussa Hamilton ajoi paalupaikalta. Hän johti kisaa, mutta keskeytti 20. kierroksella takajarruvian vuoksi. Kyseessä oli hänen ensimmäinen mekaanisesta syystä johtuva keskeytyksensä Formula 1:ssä.
Kausi 2010
Vaikean kauden 2009 jälkeen Hamilton lähti uuteen haasteeseen mestaruudesta. Hän sijoittui Bahrainissa kolmanneksi. Australiassa Hamilton ei päässyt karsinnoissa kymmenen parhaan joukkoon. Hän lähti kisaan yhdeltätoista lähtöruudusta ja päätti kisan kuudenneksi. Hän törmäsi kilpailun lopussa Mark Webberin kanssa. Malesiassa McLaren arvioi sään väärin karsinnoissa ja päästi Hamiltonin ulos väärillä renkailla märkiin olosuhteisiin. Hän lähti kisaan 20. lähtöruudusta, mutta sijoittui kuudenneksi. Hamilton sai varoituksen kisan aikana. Hän kiemurteli neljä kertaa yrittäen rikkoa Vitali Petrovin aerodynaamisen hinauksen. Hamilton ei yrittänyt estää häntä. Kisan jälkeen sääntöjä selvennettiin. Kuljettaja saa väistää vain kerran, myös hinauksen katkaisemiseksi.
Shanghaissa Hamilton sijoittui toiseksi tallikaverinsa Jenson Buttonin taakse. Tämä oli McLarenin ensimmäinen 1-2-sijoitus kahteen ja puoleen vuoteen. Hamilton joutui varikkokohtaukseen Red Bull -kuljettaja Sebastian Vettelin kanssa. Molemmat kuljettajat saivat kilpailutuomareilta huomautuksen.
Hamilton ajoi kolmanneksi Espanjan Grand Prix -kisaan. Lähellä kisan loppua hän oli toisena Mark Webberin takana. Hamilton oli jo ajanut kisan nopeimman kierroksen. Toiseksi viimeisellä kierroksella hän ajautui ulos radalta ja osui seinään. Vasen etujousitus tuhoutui ja Hamilton jäi pois kisasta. Pyörän vanne oli pettänyt ja tuhonnut renkaan, mikä vei Hamiltonin ulos tieltä. Hänet luokiteltiin sijalle 14.
Seuraavana viikonloppuna Monacossa Hamilton ja tallikaveri Jenson Button ajoivat kilpaa timanttikoristeisella ohjauspyörällä. Hamiltonin ohjauspyörään oli timanteilla sijoitettu vuosiluku "08" hänen vuoden 2008 mestaruutensa kunniaksi. Buttonin ratissa oli vuosiluku "09" hänen vuoden 2009 mestaruutensa kunniaksi. Hamilton ajoi aika-ajoon ja sijoittui viidenneksi. Turkin Grand Prix -kisaan Hamilton ajoi kauden parhaana toisena. Hamilton ajoi toista sijaa, kun Vettel ja Webber törmäsivät toisiinsa 40. kierroksella. Tämä siirsi Hamiltonin ensimmäiselle sijalle. Jenson Button oli tuolloin toisena. He ohittivat toisensa kerran ennen kisan loppua. Hamilton otti kauden 2010 ensimmäisen voittonsa ja nousi kuljettajien MM-sarjassa kolmanneksi.
Hamilton ajoi paalupaikalta Kanadan Grand Prix -kisaan. Hän on startannut paalulta jokaisessa F1-kilpailussaan Circuit Gilles Villeneuvella. Hamilton voitti kisan ja siirtyi kuljettajien MM-sarjan johtoon.
Päivä Grand Prix -kisan jälkeen Hamilton lensi takaisin Britanniaan ja ajoi Ayrton Sennan mestaruuden voittaneella McLaren MP4/4 -autolla. Hamilton oli selvästi innoissaan ja tunteiden vallassa. Hän kuvaili sitä "yhdeksi elämänsä parhaista päivistä". Hän totesi myös, että hän oli ajanut autolla "yhden unelmistaan".
Hamilton ajoi Valenciassa kolmanneksi. Hän ohitti Mark Webberin kisan alussa. Turva-autoajon aikana Hamilton ohitti toisen turva-autolinjan noin 0,5 sekuntia turva-auton varikolta poistumisen jälkeen. Hamilton ohitti turva-auton sen sijaan, että olisi hidastanut vauhtiaan seuratakseen turva-autoa. Fernando Alonso oli Hamiltonin takana ja joutui jäämään turva-auton taakse. Alonso valitti radiossa tiimilleen. Stewardit tutkivat tapauksen ja rankaisivat Hamiltonia läpiajorangaistuksella. Rangaistusta oli 20 minuuttia ennen kuin se julkistettiin. Tämä antoi Hamiltonille mahdollisuuden rakentaa suuren eron takana olevaan autoon. Kun hän kärsi rangaistuksensa, hän jäi toiseksi. Tämä sai Alonson ja Ferrarin tiimin raivostumaan. Hamilton syytti sitten Alonsoa "happamista rypäleistä". Hamilton ja Alonso tekivät sovinnon ennen seuraavaa kisaa. Hamilton sijoittui toiseksi ja säilytti johtoasemansa kuljettajien mestaruudessa.
Hän sijoittui toiseksi Silverstonessa ja neljänneksi Hockenheimissa. Unkarissa Hamilton ajoi viidenneksi, mutta keskeytti kilpailun aikana moottoriongelmien vuoksi. Hän menetti mestaruuden johtoaseman Webberille.
Kuukauden mittaisen kesätauon jälkeen Hamilton voitti Belgian Grand Prix'n ja ajoi nopeimman kierroksen. Tämä nosti hänet mestaruussarjan ensimmäiselle sijalle. Mutta sekä Italian että Singaporen Grand Prix -kisoissa hän keskeytti. Tämä siirsi hänet kolmanneksi.