I England ble han, etter invitasjon fra Jack Brabham, innlemmet i racingteamet Cooper. I 1958 kjørte han i Formel 2 og ble påmeldt til Tysklands Grand Prix på Nürburgring, hvor F2- og F1-biler konkurrerte sammen. Han forbløffet motorverdenen ved å bli først av F2-førerne og nummer fem totalt, i et startfelt med verdens beste førere. I -sesongen ble han forfremmet til Coopers Formel 1-stall, hvor han kjørte sammen med sin mentor Jack Brabham. I USAs Grand Prix senere samme år vant McLaren sin første F1-seier, som den yngste føreren til da, 22 år og 104 dager gammel. Denne rekorden ble ikke slått før 44 år senere, da Fernando Alonso vant Ungarns Grand Prix 2003 i en alder av 22 år og 26 dager. Nåværende rekordholder er Sebastian Vettel, som var 21 år og 72 dager da han i 2008 vant sitt første løp. I sin andre VM-sesong kom McLaren på andreplass sammenlagt bak Jack Brabham, med seks pallplasseringer og seier i Argentinas Grand Prix. McLaren fortsatte å kjøre for Cooper helt til 1965, men begynte også å utvikle og bygge sine egne racerbiler. Med disse kjørte han i forskjellige mesterskap for racingteamet som han grunnla i 1963.