Hamilton steht bis Ende 2020 bei Mercedes unter Vertrag. Er startete mit einem zweiten Platz in Australien hinter seinem Teamkollegen Valtteri Bottas in die Saison. Beim darauf folgenden Großen Preis von Bahrain erzielte er seinen ersten Saisonsieg. Anschließend gewann er auch in China. Anschließend wurde er Zweiter beim Großen Preis von Aserbaidschan. Er siegte außerdem in Spanien, Monaco, Kanada, Frankreich, Großbritannien sowie Ungarn. In Belgien wurde er Zweiter, in Italien Dritter. Er gewann den Großen Preis von Russland und wurde danach in Japan Dritter. Dem folgte ein Sieg in Mexiko. Eine Woche später reichte Platz zwei beim Großen Preis der USA zum vorzeitigen Gewinn seines sechsten Titels. Damit schloss er zu Michael Schumacher auf als zweiter Fahrer mit sechs Formel-1-Weltmeistertiteln. Beim folgenden Rennen in Brasilien wurde er ursprünglich Dritter. Wegen einer nachträglichen Zeitstrafe nach einer Kollision mit Alexander Albon fiel er jedoch auf den siebten Platz zurück. Er schloss die Saison mit einem Sieg in Abu Dhabi ab. Dabei überbot er mit 413 Punkten auch die Höchstpunktzahl von 408 in einer Saison, die er selbst im Jahr davor aufgestellt hatte. Weiter erzielte er einen Grand Slam, indem er von der Pole-Position aus das gesamte Rennen in Führung lag und auch die schnellste Rennrunde fuhr.