Il 12 giugno arriva secondo nello spettacolare Gran Premio del Canada; dopo varie interruzioni e dopo aver dominato per 69 giri e mezzo, messo sotto pressione da Jenson Button, sbaglia la curva e regala all'inglese una vittoria insperata. Due settimane dopo a Valencia, si aggiudica il Gran Premio d'Europa, portando a 77 punti il suo vantaggio su Button e su Webber. L'11 settembre vince il Gran Premio d'Italia, ottenendo anche la Coppa del 150º anniversario dell'Unità d'Italia. Si laurea campione del mondo per la seconda volta consecutiva in carriera a soli 24 anni di età in Giappone arrivando terzo dietro a Button e Alonso. Nella storia della categoria diventa il più giovane bicampione. Nel Gran Premio d'India trionfa ancora e vince l'undicesimo Gran Premio della stagione partendo dalla pole. Nel corso dell'anno ha indossato quasi sempre caschi con livree diverse, dipinte appositamente da Jens Munser.