Sæson 2007
Hamilton bliver holdkammerat med den forsvarende dobbelte verdensmester Fernando Alonso. Alonso havde sluttet sig til McLaren efter at have forladt Renault. Ved sin debut i Australiens Grand Prix kvalificerede han sig som nummer fire og sluttede på tredjepladsen i løbet. Han blev den trettende kører, der sluttede på podiet i sit første F1-løb i karrieren (eksklusive dem i det første VM-løb nogensinde). I Bahrain fik Hamilton sin første start på forreste række, idet han kvalificerede sig og sluttede på andenpladsen. Hamilton sluttede igen på andenpladsen bag Massa i Spaniens Grand Prix. Det bragte ham i spidsen i kørermesterskabet. Hamilton slog Bruce McLarens rekord som den yngste kører, der nogensinde har ført verdensmesterskabet.
Hamilton vandt både sin første pole position og sin første sejr i sin F1-karriere i det canadiske Grand Prix.
Under kvalifikationen til det europæiske Grand Prix styrtede Hamilton på Nürburgring på grund af et defekt dæk på højre forhjul. Han var ikke i stand til at gennemføre kvalifikationen og startede løbet som nummer ti. Under et kraftigt regnvejr, som medførte, at løbet blev midlertidigt afbrudt, gled Hamilton ud i en grusgrav. Han var i stand til at komme ind i løbet igen efter genstarten. Hans niendeplads i dette løb var hans første placering uden for podiet og uden for point.
Hamilton vandt det ungarskeGrand Prix fra pole position. I første omgang havde Alonso sat den hurtigste tid, men han fik en startstraf på fem pladser for at blokere Hamilton i pitlane, hvilket forhindrede Hamilton i at køre sin sidste kvalifikationsrunde. McLaren blev også straffet og fik ingen konstruktørpoint for løbet.
Bagefter sagde Hamilton, at han havde genoprettet sit forhold til Alonso. Han kvalificerede sig derefter som nummer to i Tyrkiet. Hamilton kørte på tredjepladsen. Han fik en punktering og måtte køre langsomt tilbage til pitten. Han sluttede løbet på femtepladsen. Hans føring i mesterskabet blev reduceret.
Alonso slog Hamilton i det italienske og belgiske Grand Prix. Hamilton havde nu et forspring på to point i titelræset. Hans forspring voksede til 12 point efter sejren i det japanske Grand Prix. Løbet foregik i kraftig regn, og Alonso styrtede ud af løbet. Efter løbet blev der undersøgt af løbets stewards (officials). De kiggede på Hamiltons handlinger bag sikkerhedsbilen. Både Sebastian Vettel og Mark Webber styrtede ud af løbet, mens de fulgte efter Hamilton. Løbsstewarderne fandt ikke, at nogen havde gjort noget, der var i strid med reglerne.
Hamilton fik pole position i Kina. Løbet blev afviklet under både tørre og våde vejrforhold. Hamilton udgik af løbet. Han oplevede stor slitage på dækkene. Han forsøgte at køre ind i pitten. Han kørte bredt og ind i grusgraven. Hans bil sad fast, og Hamilton registrerede den første udgåelse i sin Formel 1-karriere. Hamilton gik ind til sæsonens sidste løb med et forspring på fire point.
I Brasiliens Grand Prix formåede Hamilton kun at score to mesterskabspoint, da han sluttede løbet som nummer syv. Hamilton blev overhalet af Räikkönen ved starten. Han blev blokeret af Massa og Räikkönen ind i første sving og blev taget ud af balance. Hamilton blev overhalet af Alonso i sving 3. Hamilton forsøgte at genoverhale Alonso i sving 4. Han kørte bredt og faldt tilbage til ottendepladsen. Så startede et problem på 9. omgang. Hamilton havde et problem med gearkassen. Han sad fast i neutral og kunne ikke vælge noget gear. Hamilton nulstillede indstillingerne på sit rat. Gearkassen begyndte at virke igen. Han havde mistet 40 sekunder, mens hans bil kørte i udløb.
I det meste af løbet førte Massa, og Räikkönen lå på andenpladsen. Hvis løbet var endt på denne måde, ville Hamilton være blevet verdensmester. Under anden runde af pitstop overtog Räikkönen føringen fra Massa. Räikkönen vandt løbet og blev verdensmester i Formel 1 i 2007.
Hamilton sluttede sæsonen med fire sejre og en andenplads i verdensmesterskabet for kørere med 109 point foran holdkammerat Fernando Alonso.
Spændinger på holdet
Det første tegn på, at Hamilton var utilfreds med sit team, viste sig, efter at han sluttede på andenpladsen i Monaco. Hans kommentarer efter løbet tydede på, at han var blevet tvunget til at spille en birolle. FIA undersøgte, om McLaren havde brudt reglerne ved at håndhæve teamordrer. FIA fastslog, at McLaren ikke havde brudt nogen regler. Under kvalifikationen til Ungarns Grand Prix holdt Alonso Hamilton op i pitten. Dette fik Hamilton til at gå glip af en sidste omgang for at forsøge at sikre sig pole position. Alonso blev flyttet tilbage til sjette startposition. Dette flyttede Hamilton til pole positionen. McLaren blev fratrukket point i konstruktørmesterskabet. Hamilton sagde, at han syntes, at Alonsos straf var "ret let, hvis der var noget", og at han kun beklagede tabet af konstruktørpoint. Som følge af disse begivenheder kollapsede forholdet mellem Hamilton og Alonso midlertidigt. De to var ikke på talefod i en kort periode.
Efter det japanske Grand Prix mente Alonso, at en dom fra stewarderne havde afgjort mesterskabet til Hamiltons fordel. Han sagde: "Jeg tænker ikke længere på dette mesterskab, det er blevet afgjort uden for banen. Kørernes briefing har intet formål. Man går derhen for at høre, hvad Charlie Whiting og de andre officials siger. 21 kørere har en mening, Charlie og officials har en anden, og så er det som at tale til en mur".
Efter sæsonen var slut, opsagde Alonso og McLaren deres kontrakt den 2. november 2007. Begge parter var enige om, at Alonso skulle gå.
2008 sæson
I januar 2008 underskrev Hamilton en ny femårig kontrakt med McLaren-Mercedes indtil slutningen af 2012-sæsonen. I 2008-sæsonen kørte Heikki Kovalainen den anden bil for McLaren-Mercedes.
I det første løb i 2008-sæsonen, AustraliensGrand Prix, kvalificerede Hamilton sig på pole position og vandt løbet. I Bahrain ødelagde Hamilton sin bil under et træningsstyrt. Han brugte et reservechassis og tog tredjepladsen i kvalifikationen. I løbet kørte han ind i bagenden af Alonsos bil og sluttede på 13. pladsen. Han var tilbage på podiet i Spanien og sluttede på tredjepladsen. Hamilton sluttede på andenpladsen i Tyrkiet og vandt Monacos Grand Prix to uger senere, hvilket bragte ham tilbage i mesterskabets førertrøje.
Han kvalificerede sig på pole position i Montreal, men han kørte ind i ryggen på Kimi Räikkönen under løbet. Der var rødt lys for enden af pit lane. Hamilton så ikke, at Räikkönen var stoppet ved lyset. Hamilton fik en startbøde på 10 pladser i startopstillingen til det næste løb, det franske Grand Prix. Hamilton fortsatte med at vinde det britiske Grand Prix under vanskelige, våde forhold. Det blev kaldt en af hans bedste præstationer til dato. Hamilton sagde selv på pressekonferencen efter løbet, at det var hans vanskeligste og mest betydningsfulde sejr.
I det næste løb på Hockenheim startede Hamilton fra pole position og vandt med 9 sekunder.
Hamilton vandt det belgiske Grand Prix, men der blev sat spørgsmålstegn ved denne sejr. Han blev forladt af banen i en chikane for at undgå at ramme Kimi Räikkönen. Løbsofficials mente, at det gav Hamilton en uretfærdig fordel. McLaren sagde, at deres overvågningsudstyr viste, at Hamilton sænkede farten for at lade Räikkönen komme forbi. Hamilton fik en straf på 25 sekunder. Straffen sænkede ham til tredjepladsen. McLaren appellerede straffen til FIA World Motor Sport Council. Appellen blev afvist. Rådet sagde, at sagen var uantagelig.
På Fuji tog Hamilton pole position i kvalifikationen. Felipe Massa var hans nærmeste rival i kampen om mesterskabstitlen. Massa kunne kun nå at kvalificere sig som nummer fem. Da løbet begyndte, lavede Kimi Räikkönen en god start og passerede Hamilton. Hamilton kørte bredt i det første sving. Det tvang nogle af kørerne bag ham til at køre af banen. Hamilton fik en gennemkørselsstraf for sin handling. På anden omgang, da Hamilton forsøgte at passere Massa i sving 10, kørte Hamilton ved siden af og forsøgte at passere ham. Massa kørte derefter bredt ud, og begge biler stødte sammen. Hamiltons bil gik i et spin. Massa fik en gennemkørselsstraf for dette træk. Hamilton faldt ned på sidstepladsen. Det lykkedes ham at slutte løbet på en 12. plads, men han fik ingen point.
Ved det kinesiske Grand Prix var Hamilton meget hurtigere end alle de andre biler i træningen. Han kvalificerede sig på pole position. Han vandt løbet og vandt en føring på 7 point i verdensmesterskabet.
Brasiliens Grand Prix var årets sidste løb. Hamilton skulle slutte som minimum på femtepladsen for at vinde verdensmesterskabet. Efter et hårdt kæmpet løb lå Hamilton på femtepladsen. I løbets sidste omgange begyndte det at regne. Sebastian Vettel overhalede Hamilton til femtepladsen.
Massa havde allerede vundet løbet. Med Hamilton på sjettepladsen så det ud til, at Massa ville vinde titlen. På den sidste omgang passerede både Vettel og Hamilton Timo Glock på sidste omgang. Glock kørte på tørvejrsdæk, og Hamilton kørte på vådvejrsdæk. Det bragte Hamilton tilbage på femtepladsen. Hamiltons overhaling gav ham et point mere end Massa.
Hamilton havde vundet verdensmesterskabet i Formel 1 i 2008. Han blev den yngste kører til at vinde titlen og den første sorte kører. Han er også den første britiske kører til at vinde verdensmesterskabet siden Damon Hill i 1996.
Racistisk misbrug
Den 4. februar 2008 blev Hamilton verbalt hånet og mishandlet under prøvesæsontest på Circuit de Catalunya i Catalonien. Flere spanske tilskuere var iført sort ansigtsmaling og sorte parykker. De bar trøjer med påskriften "Hamilton's familly [sic]". Hamilton var blevet upopulær i Spanien på grund af sin rivalisering med spanieren Fernando Alonso. FIA advarede de spanske myndigheder om ikke at lade denne adfærd fortsætte. FIA meddelte den 13. februar 2008, at den vil lancere en kampagne "Race Against Racism".
2009 sæson
Hamilton startede det sæsonåbnende australske Grand Prix i 2009 fra en 18. plads på startopstillingen. Hamilton sluttede løbet på tredjepladsen, efter at Jarno Trulli blev straffet. Trulli havde overhalet Hamilton, mens han var bag sikkerhedsbilen. Der blev afholdt en høring af stewards efter løbet. Hamilton og McLaren fortalte stewarderne, at de ikke lod Trulli passere. McLarens radiokommunikation beviste, at det var løgn. Hamilton blev diskvalificeret fra løbet for at have fremlagt "vildledende beviser" under stewards-høringen. Han undskyldte senere privat over for FIA's løbsdirektør Charlie Whiting for at lyve.
I de næste seks løb klarede Hamilton sig ikke godt. Han kvalificerede sig uden for top ti tre gange mere, og femtepladsen var hans bedste start. Han scorede kun få point. På Nürburgring kvalificerede han sig som nummer fem. På den første omgang ramte han og Mark Webber hinanden på første omgang. Hamilton fik en punktering og beskadigede sin bil. Han sluttede på 18. pladsen.
Hamiltons præstation blev forbedret på Hungaroring. Hamilton startede som nummer fire. En god start med en KERS-assisteret bilstart bragte ham op på andenpladsen ved første sving. På 13. omgang førte han løbet. Han kom i mål 11,5 sekunder foran Räikkönen. Det var Hamiltons 10. sejr i karrieren og den første for en KERS-udstyret bil. I Valencia kvalificerede Hamilton sig på pole position for første gang i sæsonen, og hans teamkammerat, Heikki Kovalainen, kvalificerede sig som nummer to. I løbet mistede Hamilton førstepladsen på grund af et dårligt pitstop af mekanikerne. Han sluttede på andenpladsen.
Hamilton styrtede ud af de næste to løb, det belgiske og det italienske Grand Prix. Det fjernede enhver chance for at forsvare sin titel. I september, ved Singapores Grand Prix, tog Hamilton sin anden sejr i sæsonen. Han blev nummer tre i de to næste løb, det japanske og det brasilianske Grand Prix. I det indledende (første nogensinde) Abu Dhabi Grand Prix kvalificerede Hamilton sig på pole position. Han førte løbet, men udgik på 20. omgang på grund af et problem med bagbremsen. Det var hans første mekanisk betingede udfald i Formel 1.
2010-sæsonen
Efter en vanskelig 2009-sæson tog Hamilton fat på en ny udfordring i kampen om titlen. Han sluttede på tredjepladsen i Bahrain. I Australien formåede Hamilton ikke at komme i top ti i kvalifikationen. Han startede løbet fra en ellevte plads på startlisten og sluttede løbet på en sjetteplads. Han havde en kollision med Mark Webber i slutningen af løbet. I Malaysia fejlvurderede McLaren vejret under kvalifikationen og lod Hamilton gå ud på de forkerte dæk til de våde forhold. Han startede som nummer 20 i startopstillingen til løbet, men kom igennem med en sjetteplads. Hamilton fik en advarsel under løbet. Han svingede fire gange i forsøget på at bryde Vitaly Petrovs aerodynamiske slæb. Hamilton forsøgte ikke at blokere ham. Efter løbet blev reglerne præciseret. En kører må kun svinge én gang, selv for at bryde en slæbning.
I Shanghai sluttede Hamilton på andenpladsen bag holdkammerat Jenson Button. Det var McLarens første 1-2-placering i to og et halvt år. Hamilton var involveret i et pit lane-hændelse med Red Bull-køreren Sebastian Vettel. Begge kørere fik en reprimande af løbets stewards.
Hamilton kvalificerede sig som nummer tre til det spanske Grand Prix. Mod slutningen af løbet lå han på andenpladsen bag Mark Webber. Hamilton havde allerede sat løbets hurtigste omgang. På løbets næstsidste omgang kørte han af banen og ramte muren. Venstre forhjulsophæng blev ødelagt, og Hamilton var ude af løbet. Hjulfælgen var gået i stykker og ødelagde dækket, hvilket sendte Hamilton ud af kontrol. Han blev klassificeret med en 14. plads.
Den næste weekend i Monaco kørte Hamilton og holdkammerat Jenson Button med et rat med diamantbesat rat. Hamiltons rat havde årstallet "08" placeret på det med diamanter for hans mesterskab i 2008. Button havde årstallet "09" på sit rat for sit mesterskab i 2009. Hamilton kvalificerede sig og sluttede som nummer fem. Til det tyrkiske Grand Prix kvalificerede Hamilton sig som sæsonens bedste andenplads. Hamilton kørte på andenpladsen, da Vettel og Webber kolliderede med hinanden på omgang 40. Det flyttede Hamilton op på førstepladsen. Jenson Button lå derefter på andenpladsen. De overhalede hinanden én gang inden løbets afslutning. Hamilton tog sin første sejr i 2010-sæsonen, hvilket bragte ham op på tredjepladsen i kørermesterskabet.
Hamilton kvalificerede sig på pole position til det canadiske Grand Prix. Han har startet fra pole position i alle sine F1-løb på Circuit Gilles Villeneuve. Hamilton vandt løbet og overtog føringen i kørermesterskabet.
Dagen efter Grand Prix'et fløj Hamilton tilbage til Storbritannien og kørte Ayrton Sennas mesterskabsvindende McLaren MP4/4. Hamilton var tydeligt begejstret og overvældet af følelser. Han beskrev det som "en af de bedste dage i sit liv". Han sagde også, at han havde "opfyldt en af sine drømme" ved at køre bilen.
Hamilton kvalificerede sig som nummer tre i Valencia. Han overhalede Mark Webber i starten af løbet. Under en safetycar-periode passerede Hamilton den anden safetycar-linje ca. 0,5 sekunder efter, at safetycaren var kørt ud af pitten. Hamilton passerede sikkerhedsbilen i stedet for at bremse op for at følge sikkerhedsbilen. Fernando Alonso var bag Hamilton og måtte blive bag sikkerhedsbilen. Alonso klagede over radioen til sit team. Stewards undersøgte hændelsen og straffede Hamilton med en gennemkørselsstraf. Der gik 20 minutter, før straffen blev annonceret. Det gav Hamilton mulighed for at opbygge et stort hul til bilen bag ham. Da han afsonede sin straf, holdt han sig på andenpladsen. Det gjorde Alonso og Ferrari-teamet rasende. Hamilton beskyldte derefter Alonso for "sure druer". Hamilton og Alonso blev forsonet inden det næste løb. Hamilton sluttede på andenpladsen og beholdt sin føring i kørermesterskabet.
Han sluttede som nummer to på Silverstone og som nummer fire på Hockenheim. I Ungarn kvalificerede Hamilton sig som nummer fem, men udgik under løbet på grund af motorproblemer. Han mistede mesterskabsføringen til Webber.
Efter en måneds sommerpause vandt Hamilton Belgiens Grand Prix og satte den hurtigste omgang. Det bragte ham op på førstepladsen i mesterskabet. Men i både Italiens og Singapores Grand Prix udgik han af løbet. Det har flyttet ham op på tredjepladsen.
