Nel Gran Premio d'Europa chiude quinto, dopo essere scattato dalla decima piazza per via di un incidente in qualifica. Nel successivo Gran Premio d'Austria ottiene la pole position davanti a Rosberg, che viene penalizzato di cinque posizioni e parte sesto In gara si trova secondo dietro al compagno di scuderia che ha rimontato fino alla testa, ma all'ultimo giro tenta di sorpassarlo e i due entrano in contatto. Hamilton vince e Rosberg termina quarto con la monoposto danneggiata riducendo lo svantaggio in classifica generale a 11 punti dal compagno di squadra. Nel Gran Premio di casa in Gran Bretagna, Hamilton vince agevolmente, dopo aver segnato anche la pole position in qualifica. Con questa vittoria (la quarta in Gran Premio di Gran Bretagna, la terza consecutiva) accorcia lo svantaggio dal compagno di squadra Nico Rosberg a solo una lunghezza, complice una penalizzazione di quest'ultimo. Vince sia in Ungheria sia in Germania, prendendo la leadership del mondiale. Nel Gran Premio del Belgio, Hamilton, partito in ultima fila per aver sostituito tutto il pacchetto motore, approfittando di ritiri ed incidenti, riesce ad arrivare terzo. Il vincitore è Rosberg che diminuisce il distacco dal pilota britannico di 10 punti. In Italia arriva secondo, dopo aver perso la possibilità di lottare per la vittoria in partenza. A Singapore chiude terzo, mai in lotta per la vittoria. In Malesia, mentre era in testa, è costretto a ritirarsi per problemi al motore. In Giappone chiude terzo, non riuscendo a sorpassare Max Verstappen nei giri finali. Negli Stati Uniti domina la gara dopo essere partito dalla pole, concludendo primo davanti a Nico Rosberg e riducendo lo svantaggio a 26 punti da quest'ultimo nel mondiale.