Lewis viene confermato in McLaren fino al 2012: il suo nuovo compagno di squadra sarà, al posto del licenziato Heikki Kovalainen, Jenson Button, campione in carica con la Brawn GP. Nel Gran Premio del Bahrein ottiene il podio sul gradino più basso dietro i due ferraristi Fernando Alonso e Felipe Massa. Nel Gran Premio d'Australia si piazza al sesto posto dopo una gara in rimonta con partenza dall'undicesima piazza. Nel Gran Premio della Malesia, dopo le qualifiche disastrose a causa della pioggia, partendo dalla ventesima posizione rimonta fino alla sesta. Nel Gran Premio di Cina, dopo essersi qualificato sesto, fa una gara con molti sorpassi e sotto la pioggia arriva secondo, dietro al compagno di squadra Jenson Button, completando così la prima doppietta McLaren dell'anno; viene tuttavia ammonito dai commissari per il duello in pit lane con Sebastian Vettel. In Spagna si qualifica terzo dietro le due Red Bull. Dopo un'ottima gara è però vittima di un problema tecnico quando è in seconda posizione che lo mette fuori gioco. Si giunge quindi a Monaco, dove Lewis e Jenson Button portano un casco speciale. Qui la McLaren, forse a causa del suo passo lungo, non riesce a dare il meglio di sé e Lewis chiude la gara al quinto posto, nella stessa posizione da dove era partito.