Pada saat era "turbo-hybrid", ia berhasil meraih gelar juara dunia untuk yang kedua kalinya pada musim . Pada musim , ia berhasil meraih gelar juara dunia untuk yang ketiga kalinya, dan menyamai idolanya, yaitu Ayrton Senna, dengan gelar juara dunia ketiga kalinya. Setelah Nico Rosberg pensiun secara permanen sebagai seorang pembalap mobil profesional, pembalap Ferrari, yaitu Sebastian Vettel, menjadi saingan terdekat Hamilton dalam dua pertarungan kejuaraan dunia yang intens, dan Hamilton dua kali membalikkan defisit poin pada pertengahan musim untuk mengklaim gelar juara dunia secara berturut-turut untuk yang keempat dan kelima kalinya dalam kariernya pada dan . Pada musim , untuk menyelesaikan "hat-trick" gelar juara dunia secara berturut-turut, menambah jumlah keseluruhannya menjadi enam gelar juara dunia, terbanyak kedua setelah Michael Schumacher. Pada musim , Hamilton mencapai prestasi podium yang ke-156 di Grand Prix Spanyol 2020, dan sekaligus juga memecahkan rekor podium Schumi dengan perolehan sebanyak 155 podium, dan mencapai rekor kemenangan-nya yang ke-91, menyamai rekor kemenangan Schumi di Grand Prix Eifel 2020, lalu Hamilton memecahkan rekor sepanjang masa Schumi dengan rekor kemenangan-nya yang ke-92 di Grand Prix Portugal 2020, dan kemudian meraih gelar juara dunia untuk yang ketujuh kalinya di Grand Prix Turki 2020, dengan menyamai rekor sepanjang masa Schumi.