En Espagne, il signe le meilleur temps de la séance de qualification mais est privé de la pole position et déclassé en dernière place sur la grille de départ par les commissaires de la FIA qui considèrent que son écurie lui a délibérément demandé d'immobiliser sa monoplace en piste afin qu'il reste suffisamment de carburant à bord pour satisfaire à la réglementation (un litre d'essence au minimum dans le réservoir). Lors du pesage, il restait 1,3 litre de carburant dans la McLaren MP4-27 mais les commissaires ont estimé qu'il y aurait eu moins d'un litre si Hamilton avait bouclé son tour de décélération pour rejoindre le parc fermé ; il termine huitième du Grand Prix. Deux semaines plus tard, à Monaco, il pointe au troisième rang des qualifications à la suite du déclassement de Michael Schumacher, initialement premier, et finit cinquième de la course. Lors du Grand Prix suivant, au Canada, il s'élance en deuxième position derrière Sebastian Vettel et prend le contrôle de la course lors du premier passage aux stands de l'Allemand. Il s'arrête au cinquantième tour changer de pneus et repart troisième derrière Fernando Alonso et Sebastian Vettel qui décident de ne pas effectuer un second arrêt au stand. Il comble rapidement son retard à raison de deux secondes au tour et s'impose, devenant ainsi le septième vainqueur différent depuis le début de la saison en autant de courses. Il remporte ainsi sa dix-huitième victoire, la troisième au Canada après 2007 et 2010.