Al rientro dall'incidente conquista la prima fila con un ottimo 2º posto in griglia, ma in gara arriva soltanto 12º, dopo una sosta supplementare ai box per sostituire una gomma forata in un contatto alla prima curva con il connazionale Kimi Räikkönen. Al Gran Premio di Gran Bretagna a Silverstone, Kovalainen si aggiudica la sua prima pole position in Formula 1, ma in gara non riesce a mantenere la posizione e scivola al quinto posto finale. Il 31 luglio 2008, alla vigilia del Gran Premio d'Ungheria, Ron Dennis annuncia l'arrivo conferma di Kovalainen per il campionato seguente. In quel fine settimana Kovalainen conquista la sua prima vittoria in Formula 1 all'Hungaroring, grazie al ritiro di Felipe Massa per un problema al motore. Seguiranno risultati importanti solo nei gran premi d'Europa ed Italia, dove arriverà rispettivamente 4º e 2º. Kovalainen chiude la stagione in settima posizione nella classifica assoluta, conquistando 53 punti.