Hamilton ajoi paalupaikalle kauden avauskilpailussa Australiassa, kilpailussa Hamilton sijoittui toiseksi Vettelin ohitettua hänet varikkokäyntinsä jälkeen. Bahrainissa Hamilton lähti vasta yhdeksännestä lähtöruudusta vaihdelaatikon vaihtamisesta seuranneen rangaistuksen takia, kilpailussa Hamilton onnistui nousemaan kolmanneksi. Kiinan GP:ssä Hamilton rikkoi Kimi Räikkösen peräkkäisten pistesijojen ennätyksen ajamalla 28 kerran peräkkäin pisteille. Azerbaidžanin GP:ssä Hamilton nousi voittoon kaksi kierrosta ennen loppua Bottaksen rengasrikon myötä. Espanjan GP:ssä Hamilton ajoi paalulta voittoon. Kanadan GP:ssä hän ajoi viidenneksi. Ranskan GP:ssä Hamilton ajoi paalulta voittoon rikkoen samalla Michael Schumacherin ennätyksen voittaen kilpailun 23 eri maassa ja 26 eri radalla. Itävallan GP:ssä Hamilton joutui keskeyttämään 10 kierrosta ennen maalia tekniseen vikaan. Samalla Hamiltonin ennätyksellinen 33 kilpailun pisteputki katkesi. Hamilton allekirjoitti kahden vuoden sopimuksen Mercedeksen kanssa heinäkuussa. Britannian GP:ssä Hamilton pyörähti osuttuaan lähdössä yhteen Kimi Räikkösen kanssa ja putosi kilpailun hännille, mutta onnistui lopulta nousemaan kilpailun toiseksi. Saksan GP:ssä Hamilton nousi 14 lähtöruudusta voittoon ja MM-johtoon Vettelin ajettua ulos kilpailussa. Tämän jälkeen Hamilton voitti viisi kilpailua kuudesta (Belgian GP:ssä hän oli toinen) vankistaen entisestään MM-johtoaan. Yhdysvaltain GP:ssä Hamilton oli kolmas.