Après deux saisons en demi-teintes, Webber connait ses premiers succès en 2009 où il remporte sa première victoire au Grand Prix d'Allemagne. Il parvient à être dans la course au titre pendant un certain temps et décroche au total huit podiums lors de cette saison, dont une deuxième victoire au Brésil. Il réalise ensuite la meilleure saison de sa carrière en 2010, en montant dix fois sur le podium et en décrochant quatre victoires en Espagne, à Monaco, en Grande-Bretagne et en Hongrie. Il s'affiche comme l'un des principaux candidats au titre de champion du monde cette année-là mais échoue à décrocher la couronne mondiale lors de la dernière course et se classe finalement troisième du championnat après l'avoir longtemps mené et après une longue rivalité avec son équipier Sebastian Vettel. La saison suivante, il termine une nouvelle fois troisième du classement général et décroche également dix podiums dont une nouvelle victoire au Brésil, sans être toutefois en mesure de jouer le titre. En 2012, Webber parvient de nouveau à s'affirmer comme un prétendant au titre durant la première moitié de saison en faisant jeu égal avec son équipier Vettel et en remportant deux nouvelles victoires à Monte-Carlo et à Silverstone. Cependant, il ne parvient pas à rester dans la course au titre mondial durant la seconde moitié de saison en raison de plusieurs abandons et de l'absence de nouvelles victoires. Il termine finalement sixième du championnat. En parallèle, Mark Webber a également été pendant longtemps le directeur de l'association des pilotes de F1, le GPDA.