En 2015, Mercedes se sépare de son partenaire historique McLaren après vingt saisons de collaboration, la place de l'écurie britannique est prise par sa compatriote Lotus F1 Team. Pour le Grand Prix d'ouverture de la saison 2015, les Mercedes relèguent la Williams de Massa à une seconde en qualifications et font le doublé (Hamilton devant Rosberg) devant la Ferrari de Sebastian Vettel le lendemain. Au Grand Prix de Malaisie, en première ligne la veille aux côtés d'Hamilton et à la faveur d'une meilleure stratégie d'arrêts aux stands le dimanche, Vettel bat les Mercedes ; c'est leur première défaite depuis huit Grands Prix. En Chine, Hamilton devant Rosberg réalise un nouveau doublé. À Bahreïn, Hamilton s'impose et Rosberg termine troisième. L'Allemand devance son coéquipier en Espagne et à Monaco où Hamilton, qui menait la course à l'entame des derniers tours, est rappelé pour un arrêt non prévu alors que Rosberg et Vettel ne s'arrêtent pas. Le Britannique finit troisième et prend sa revanche au Canada où il gagne devant Rosberg, qui inverse la tendance en Autriche. Lors de ces deux derniers Grands Prix, les Williams-Mercedes de Bottas et Massa ont respectivement accompagné les Mercedes sur le podium, signant de nouveaux triplés.