Pada 16 Agustus 2018, diumumkan bahwa Sainz akan berlomba untuk McLaren mulai musim , menggantikan rekan senegaranya Fernando Alonso yang memilih pensiun di akhir musim 2018. Setelah awal yang sia-sia untuk musim ini karena masalah reliabilitas mobil di Grand Prix Australia dan terlibat dalam tabrakan di Bahrain dan Tiongkok, Sainz secara konsisten mencetak poin setelahnya dengan sering finis di posisi terbaik dibelakang enam pembalap teratas. Dalam lomba Grand Prix Brasil, Sainz awalnya finis keempat, setelah memulai lomba di posisi 20 atau terakhir setelah masalah mesin di kualifikasi, tetapi kemudian ia naik ke posisi podium ketiga setelah Lewis Hamilton menerima penalti karena menyebabkan tabrakan dengan Alexander Albon. Hasil ini menjadi podium F1 pertama untuk Sainz. Di akhir musim Sainz telah hampir menggandakan total poinnya dari musim terbaik sebelumnya, 2017. Dalam lomba di Abu Dhabi Sainz berhasil melewati Hülkenberg di lap terakhir untuk menempati posisi kesepuluh, mencetak satu poin yang membuatnya mendapatkan posisi keenam di klasemen pembalap akhir musim.