P2锦标赛冠军后，汉米尔顿于2007年加入麦拉伦，在与丹尼斯初次邂逅的12年后登上一级方程式赛车。汉米尔顿继承来自黑人父亲与白人母亲的混血背景，成为一级方程式赛车历史上的首位且是唯一的黑人车手。汉米尔顿在他一级方程式的第一个赛季便仅以1分之差败给奇米·雷克南拿下2007年赛季亚军，此外，他也创下多项纪录，包括自初登场后最长连续颁奖台完赛（9场）、处女赛季赢得最多分站冠军（4座）及处女赛季获得最多积分（109分）。下一个赛季，他戏剧性地赢得生涯首座世界冠军；他在赛季收官站最后一圈中的最后一弯，成为当时最年