Hamilton aloitti kauden ajamalla paalulle Australian GP:ssä. Samalla Hamilton sivusi Michael Schumacherin ja Ayrton Sennan ennätystä ajamalla kahdeksannen paalupaikan samasta kilpailusta. Kilpailussa Hamiltonin auton pohjalevy vaurioitui, mutta hän ajoi toiseksi tallikaveri Bottaksen ajettua ylivoimaiseen voittoon. Bahrainin GP:ssä Hamilton ajoi voittoon, kun kilpailua johtaneen Charles Leclercin autoon tuli tekninen vika loppukierroksilla. Tämän jälkeen Hamilton voitti seuraavasta kuudesta kilpailusta viisi Bottaksen voittaessa Azerbaidžanin kilpailun. Itävallan GP:ssä Hamiltonin sijoitus oli viides. Sateisessa Saksan GP:ssä Hamilton lähti paalupaikalta ja oli kilpailussa lukuisten ulosajojen ja ongelmien jälkeen vasta 11:s, mutta hänet nostettiin jälkeenpäin yhdeksänneksi Alfa Romeon kuljettajien Räikkösen ja Giovinazzin saatua rangaistukset laittomasta kytkinjärjestelmästä. Hamilton varmisti uransa kuudennen mestaruutensa Yhdysvaltain GP:ssä ajamalla toiseksi. Brasilian GP:ssä Hamilton ajoi kolmanneksi, mutta hänet pudotettiin myöhemmin seitsemänneksi, koska hän sai rangaistuksen kolaristaan kilpailun loppukierroksilla Alexander Albonin kanssa. Kauden päättäneessä Abu Dhabin GP:ssä Hamilton ajoi kuudennen grand slaminsä ja ohitti Kimi Räikkösen uralla ajettujen nopeimpien kierrosten määrässä nousten listan toiseksi. Hamilton ajoi kauden aikana 413 pistettä parantaen omaa ennätystään kauden aikana ajetuista pisteistä. Hamilton ajoi myös pisteille kaikissa 21 kilpailussa sivuten omaa ennätystään kauden aikana pisteille ajetuista kilpailuista ja 33 peräkkäisen pistesijan putkeaan.