En , il est annoncé chez Porsche au sein du programme LMP1 pour participer au championnat du monde d'endurance 2014, il fait équipe avec Timo Bernhard et Mark Webber sur une Porsche 919 Hybrid. En 2015, il participe aux 24 Heures du Mans, toujours sur la Porsche 919 Hybrid avec les mêmes coéquipiers ; ils terminent deuxièmes de l'épreuve et sont sacrés champions du monde d'endurance. L'année suivante, Brendon Hartley participe à nouveau aux 24 Heures du Mans, sur la même voiture et avec les mêmes coéquipiers. Ils terminent treizièmes malgré une panne nocturne qui a immobilisé la Porsche pendant quelques heures.