Alfred Neubauer hatte sich äußerst sorgfältig auf die Verhandlungen vorbereitet, die gesamte Rennkarriere von Moss recherchiert und bot ein Gehalt, das höher war, als Moss sich erträumen konnte. Bei Testfahrten in Hockenheim im Dezember 1954 entschied sich Moss endgültig für das beste Fahrzeug der damaligen Ära. Mit Juan Manuel Fangio hatte Moss bei Mercedes den wohl besten Fahrer zum Teamkollegen, und gemeinsam dominierten sie die Automobil-Weltmeisterschaft 1955. Moss gewann allerdings nur ein Rennen, den Großen Preis von Großbritannien. Mit zwei zweiten Plätzen reichte es zum zweiten Platz in der Weltmeisterschaft. Legendär sind allerdings seine Siege bei der Mille Miglia, wo er in diesem Jahr den Streckenrekord aufstellte, und bei der Targa Florio im selben Jahr. Ein möglicher Sieg beim 24-Stunden-Rennen von Le Mans wurde durch den Rückzug des Mercedes-Teams nach dem tödlichen Unfall seines Teamkollegen Pierre Levegh, bei dem mehr als 80 Zuschauer starben, verhindert.