Obwohl er kein gutes Auto hatte, beendete er die nächsten drei Rennen in den Punkten. Darauf folgte eine längere Phase, in der Hamilton ohne Punkte blieb. Zum Teil lag es am schwachen McLaren, zum Teil an Hamilton selbst. So verunmöglichte ein Unfall im Qualifying in Monaco eine gute Startposition, die gerade in diesem Rennen wichtig ist. Beim Großen Preis von Deutschland fiel Hamilton nach einer Startkollision in aussichtsreicher Position ans Ende des Feldes zurück. Umso überraschender war seine Leistung in Ungarn. Mit einem guten Start und einer guten Strategie gewann Hamilton sein erstes Rennen in dieser Saison. Beim nächsten Rennen in Valencia schien es, als ob Hamilton erneut gewinnen würde, allerdings verunmöglichte ihm ein schlechter Boxenstopp einen weiteren Sieg und er wurde Zweiter. In Italien erreichte Hamilton erneut eine Pole-Position, musste sich im Rennen allerdings den beiden Brawn-Piloten geschlagen geben. Seinen dritten Platz, den er bis zur letzten Runde belegte, rettete Hamilton nicht ins Ziel, da er zwischen den "Lesmo"-Kurven die Kontrolle über seinen Rennwagen verlor. Dafür nutzte er seine Pole-Position beim nächsten Rennen in Singapur, um erneut ein Rennen zu gewinnen. Nachdem er bei den folgenden zwei Rennen jeweils Dritter geworden war, eroberte Hamilton beim Saisonfinale in Abu Dhabi erneut die Pole-Position. Im Rennen behielt er zunächst die Führung, distanzierte sich aber nicht wie erhofft von Vettel, der mit mehr Benzin gestartet war. Kurz nachdem Vettel nach den ersten Boxenstopps die Führung übernommen hatte, musste Hamilton das Rennen mit Bremsproblemen vorzeitig beenden. Am Saisonende belegte er den fünften Gesamtrang mit 49 Punkten. Hamilton, der seinen Teamkollegen Kovalainen schon im Vorjahr im Griff gehabt hatte, setzte sich 2009 noch deutlicher von dem Finnen ab und war somit auch mit dafür verantwortlich, dass sich McLaren zum Saisonende von Kovalainen trennte.