2014 erhielt Magnussen ein Formel-1-Cockpit bei McLaren. Er wählte die #20 als seine Formel-1-Startnummer. Magnussen hatte im Jahr zuvor mit dieser Nummer 20 die Fahrerwertung der Formel Renault 3.5 gewonnen. Bei seinem Debütrennen in Australien erreichte er den zweiten Platz, wobei er von der Disqualifikation des ursprünglichen Zweiten Daniel Ricciardo profitierte. Magnussen wurde damit zum ersten Dänen auf dem Formel-1-Podest. Im weiteren Verlauf der Saison schaffte er es nur beim Großen Preis von Russland als Fünfter ein weiteres Mal unter die ersten Fünf. Während sein Teamkollege Jenson Button mit 126 Punkten Achter wurde, erreichte Magnussen mit 55 Punkten den elften Gesamtrang.