マクラーレンではデビュー2年目に王者となり、直近7シーズンでは6度世界王者に。

いきなり強豪チームからのF1参戦となり、チームメートは直近2年連続でワールドチャンピオンのフェルナンド・アロンソとなったが、ハミルトンはマクラーレンでF1デビュー直後から非凡な速さを見せる。

F1デビュー戦で3位表彰台入りを果たすと、そこから第2戦～第5戦までは4レース続けて2位に。そして迎えた第6戦のカナダGPではデビュー6戦目にしてポールトゥウィンでグランプリウイナーとなる。続くアメリカGPも制し、2連勝を飾った。

このシーズンは終盤までポイントリーダーとして戦うも、最終戦ブラジルGPではミスも重なり、7位に終わる。このレースを制したキミ・ライコネンに逆転され、デビューシーズンでの年間王座を逃している。

迎えた2008年は開幕戦のオーストラリアGPを制すなど5勝をマークして最終戦ブラジルGPに挑んだ。ポイントリーダーのハミルトンは5位以上のフィニッシュで年間王座が決まるという状況だったが、ライバルのフェリペ・マッサがこのレースでトップを走行し、そのまま優勝を果たした。

ハミルトンはファイナルラップまで6位を走行し、このままでは2年連続の年間2位かと思われた最終コーナー、5位を走行していたトヨタのティモ・グロックを土壇場で抜き、5位でチェッカーを受けた。この結果、マッサをポイント差1上回り、2年目でワールドタイトルを獲得。23歳300日という史上最年少（当時）での年間王者だった。

だがここからマクラーレンはブラウンGP、レッドブルなどライバルチームの台頭で苦戦し、ハミルトンは以降2009年から5位、4位、5位、4位と毎年勝利こそマークするが、年間王者には手が届かない状況が続いた。そしてハミルトンは2012年限りでマクラーレンを去り、2013年からはワークス参戦4年目のメルセデスへと身を投じた。

メルセデスでは2013年こそ1勝、年間4位となったが、2014年からは圧倒的なパフォーマンスを披露し、2020年まで7季連続でドライバーズ、コンストラクターズのダブルタイトルを手にしている。ハミルトンは2016年のみ同僚ニコ・ロズベルグとのマッチレースに敗れたものの、2014年、2015年、2017年、2018年、2019年、2020年とメルセデスでは6度の年間王座に輝いた。

2020年は開幕戦こそ同僚バルテリ・ボッタスに先行を許したが、第2戦～第4戦まで3連勝を飾るとその後も安定した強さを発揮し、ポイントリーダーとしてボードのトップを独走。シーズンを通じて危なげない戦いぶりを見せ、第14戦トルコGPでは3戦を残して早々に7度目のドライバーズタイトルを手にした。

第15戦バーレーンGP終了後には新型コロナウイルス感染が確認され、第16戦サクヒールGPは欠場となったが、最終戦アブダビGPでは直前に検疫の問題をクリアしてUAEへと入国。だが本人曰く、病み上がりで万全の状態から程遠く、3位で最終戦を終えている。

また、2020シーズンは第12戦ポルトガルGPでミハエル・シューマッハを抜いて歴代単独トップの通算92勝をマーク。このシーズン、通算勝利数を95まで伸ばしている。ドライバーズタイトルの数でもシューマッハの7に並んだ。

2021年に入ってもメルセデスと同シーズンの契約合意に至っていなかったが、2月8日になってようやくメルセデスからハミルトンと2021年の1年契約を結んだと正式発表された。この時点でようやく2021年の10チーム全レギュラードライバーが固まった形に。

ハミルトンが2021年に狙うのはもちろん8度目のタイトル。過去数シーズンのように、今季もライバル勢に大きなアドバンテージを示しての記録更新となるのだろうか。

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