Après avoir commencé la compétition au Brésil par le karting, il termine deux fois vice-champion du monde de la discipline en 1979 et 1980. Ayrton Senna commence ensuite son apprentissage en monoplace au Royaume-Uni l'année suivante. Champion de Grande-Bretagne de Formule Ford (Formule Ford 1600 en 1981 et Formule Ford 2000 en 1982) et de Formule 3 en 1983, il obtient sa place en Formule 1 au sein de la modeste écurie Toleman-Hart lors de la saison 1984. Dès son cinquième départ en Grand Prix, à Monaco le 3 juin, il se révèle aux yeux de tous les observateurs de la Formule 1 en obtenant son premier podium sous des trombes d'eau, échouant de justesse face au pilote qui deviendra son plus grand rival, Alain Prost. Engagé par Lotus-Renault l'année suivante, il s'y affirme durant trois saisons comme l'une des principales forces du plateau, en obtenant seize pole positions, six victoires ainsi qu'une troisième place au championnat en 1987.