2014 erhielt Hartley ein Cockpit in der FIA-Langstrecken-Weltmeisterschaft (WEC) beim neu in die Meisterschaft eingestiegenen Hersteller Porsche. Seine Teamkollegen wurden Timo Bernhard und Mark Webber. Drei dritte Plätze waren die besten Ergebnisse der drei. In der Fahrerweltmeisterschaft wurden Hartley und seine Teamkollegen Neunte. Außerdem nahm Hartley 2014 für Starworks Motorsport an einem Rennen der neugegründeten United SportsCar Championship (USCC) teil. 2015 bildete Hartley erneut ein Fahrertrio mit Bernhard und Webber. Nach einem Ausfall beim Saisonauftakt, wurden die drei Fahrer Dritte in Spa-Francorchamps und Zweite in Le Mans. Die folgenden vier Rennen auf dem Nürburgring, in Austin, Fuji und Shanghai gewann das Fahrertrio. Ein fünfter Platz beim Saisonfinale in as-Sachir reichte schließlich aus, um den Fahrerweltmeistertitel zu gewinnen. Bernhard, Hartley und Webber setzten sich mit 166 zu 161 Punkten gegen Marcel Fässler, André Lotterer und Benoît Tréluyer durch. Ferner ging Hartley bei einem Rennen der USCC für Starworks Motorsport an den Start. 2016 wurde das Fahrertrio in der WEC beibehalten, die Rennen auf dem Nürburgring, in Mexiko-Stadt, in Austin und in Shanghai konnten gewonnen werden. In der Gesamtwertung erreichte das Team den vierten Platz.