Formula 1 -uransa vuonna 2007 Renault-tallissa aloittanut Kovalainen teki joulukuussa 2007 sopimuksen McLarenin kanssa. Kovalainen ajoi McLarenilla kahden kauden ajan ja saavutti F1-uransa ainoan voiton Unkarin GP:ssä vuonna 2008. Vuosina 2010–2012 Kovalainen ajoi Caterham-tallissa. Kaudella Kovalainen ajoi kaksi viimeisintä F1-sarjan osakilpailuaan Lotus-tallissa tuuraten selkäleikkaukseen joutunutta Kimi Räikköstä.