Jabarkan [[Berkas:Hamilton Britain 2015 victory.jpg dari Lewis Hamilton

|thumb|kanan|alt=Gambar Lewis Hamilton mengendarai mobil formula satu Mercedes F1 W06 Hybrid selama Grand Prix Inggris 2015, mengangkat tangannya untuk merayakan kemenangan setelah berhasil memenangkan balapan.|Lewis Hamilton memberi isyarat kepada penonton tuan rumah setelah kemenangan kelimanya di musim  di Silverstone.]]

Sebelum awal musim , Hamilton secara resmi mengumumkan bahwa dia tidak akan menggunakan opsinya untuk mengganti nomor mobilnya menjadi nomor 1, seperti hak prerogatifnya sebagai seorang Juara Dunia yang berkuasa, dan sebagai gantinya akan tetap melanjutkan balapan dengan nomor kariernya, yaitu No. 44., dan menjadikan musim 2015 ini sebagai musim yang pertama sejak musim , ketika Alain Prost pensiun dari olahraga setelah gelar Juara Dunia yang keempat dan terakhirnya pada tahun , bahwa lapangan itu tidak berisi sebuah mobil bernomor 1. Hamilton berhasil mendominasi musim 2015, dengan memenangkan sepuluh balapan dengan finis di podium sebanyak tujuh belas kali rekor saat ia menyamai sang idolanya, yaitu Ayrton Senna, dengan gelar juara dunia untuk yang ketiga kalinya. Persaingan antara dia dan Rosberg meningkat, mencapai klimaks dalam pertempuran sengit di Grand Prix AS, di mana Hamilton berhasil menang dalam pertempuran roda-ke-roda yang penuh aksi dengan rekan setimnya untuk meraih gelar juara dunia dengan tiga balapan tersisa. Tahun itu, Hamilton memperpanjang kontraknya dengan tim Mercedes selama tiga tahun tambahan, dalam kesepakatan yang dilaporkan bernilai lebih dari £100 juta, dan menjadikannya sebagai salah satu pembalap dengan bayaran terbaik di dalam ajang Formula Satu, serta memungkinkan Hamilton untuk mempertahankan hak citranya sendiri, yang dianggap tidak biasa di dalam olahraga, dan mempertahankan mobil dan piala pemenang kejuaraannya.

Meskipun berhasil mencatatkan lebih banyak posisi pole dan kemenangan balapan dibandingkan dengan pembalap lain pada musim 2016, namun Hamilton kehilangan gelar juara dunia pembalap dengan selisih lima poin dari rekan setimnya, yaitu Rosberg. Kebijakan tim untuk membiarkan pasangan ini bertarung dengan bebas menyebabkan beberapa pertukaran sengit, baik di dalam, maupun di luar lintasan, yang berpuncak pada Hamilton yang menentang perintah tim di balapan terakhir musim ini di Abu Dhabi, dan dengan sengaja memperlambat laju mobilnya untuk mendukung Rosberg ke dalam kelompok pengejaran di akhir balapan dalam upaya yang gagal untuk mendorong pembalap lain untuk menyalip rekan setimnya, yang akan memungkinkan dia untuk memenangkan gelar juara dunia. Pada akhirnya, suksesi buruk dimulai dari Hamilton di awal musim dan ledakan mesin mobil penting di Malaysia berarti Rosberg berhasil mengambil gelar juara dunia, yang berhasil diamankan sebelum mengumumkan pengunduran dirinya secara mengejutkan dari olahraga segera setelah dikalahkan oleh saingannya.

2017–2020: 4 gelar juara dunia secara berturut-turut

Menyusul pensiunnya Rosberg, pembalap Ferrari, yaitu Sebastian Vettel, menjadi saingan terdekat Hamilton saat pasangan itu bertukar keunggulan di klasemen Kejuaraan Dunia Pembalap sepanjang musim  dalam pertarungan gelar juara dunia yang menegangkan. Hamilton berhasil mencatatkan 11 posisi pole pada musim itu saat ia mengambil rekor posisi pole yang terbanyak sepanjang masa, dan konsistensinya (menyelesaikan setiap balapan dengan poin), serta kurangnya tantangan serius dari rekan setim barunya, yaitu Valtteri Bottas, melihat dia mencatatkan sembilan kemenangan balapan dan mengamankan gelar Juara Dunia keempatnya saat ia membalikkan defisit poin dari Vettel di paruh pertama musim, dan pada akhirnya berhasil membungkus gelar juara dunia di Meksiko dengan dua balapan tersisa.

Musim  adalah pertama kalinya dua Juara Dunia sebanyak empat kali, yaitu Hamilton dan Vettel, akan bersaing untuk memperebutkan gelar juara dunia yang kelima, dan disebut sebagai "Berjuang untuk Lima" oleh jurnalis dan penggemar. Sama seperti musim sebelumnya, tim Ferrari dan Vettel tampaknya berada di atas angin untuk sebagian besar musim ini, dengan memuncaki klasemen sementara Kejuaraan Dunia Pembalap dan Konstruktor hingga setengah jalan. Namun, musim Vettel terurai dengan sejumlah kesalahan pembalap dan mekanik, sementara enam kemenangan Hamilton dalam tujuh balapan di paruh terakhir musim ini membuat Hamilton berhasil meraih gelar juara dunia di Meksiko untuk tahun kedua secara berturut-turut saat ia mencetak rekor baru untuk yang paling poin yang dicetak dalam satu musim (408). Selama musim ini berlangsung, Hamilton menandatangani kontrak dua tahun dengan tim Mercedes, dilaporkan bernilai hingga £ 40 juta per tahun, dan membuatnya menjadi pembalap Formula Satu dengan bayaran yang terbaik dalam sejarah.

Setelah menandatangani kontrak dengan tim Mercedes, yang berlangsung hingga musim 2020, Hamilton dipastikan akan mempertahankan gelar juara dunianya pada musim . Hamilton memimpin klasemen sementara Kejuaraan Dunia Pembalap untuk sebagian besar musim ini, menangkis tantangan gelar dari rekan setimnya, yaitu Bottas, pembalap Red Bull, yaitu Max Verstappen, yang bermesin Honda, dan Charles Leclerc yang baru saja dipromosikan ke tim Ferrari, untuk meraih gelar Juara Dunia keenamnya di Grand Prix Amerika Serikat 2019 dengan dua balapan tersisa. Setelah mencetak enam grand slam dalam karirnya di balapan terakhir musim ini, Hamilton mengakhiri musim ini dengan 11 kemenangan (menyamai rekor terbaiknya sebelumnya pada musim 2014 dan 2018) dan 17 podium (menyamai rekor sepanjang masa untuk yang keempat kalinya) serta mencapai 5 posisi pole. Total 413 poinnya untuk musim ini adalah rekor baru sepanjang masa, melihat pembalap asal Inggris itu finis dengan keunggulan 87 poin dari Bottas yang berada di posisi kedua.

Hamilton berhasil memenangkan gelar juara dunia untuk yang ketujuh kalinya pada tahun , menyamai rekor yang dibuat oleh Schumi, dalam musim yang sangat dipengaruhi oleh pandemi COVID-19. Selama musim 2020 yang mempertandingkan tujuh belas balapan yang dipersingkat, Hamilton berhasil meraih 11 kemenangan (menyamai rekor terbaik pribadinya sebelumnya, tetapi dalam jumlah balapan yang lebih sedikit) termasuk satu di Portugal, untuk memecahkan rekor Schumi dengan 91 kemenangan. Ia juga berhasil meraih 14 podium dan 10 posisi pole. Hamilton melewatkan Grand Prix Sakhir 2020 setelah tertular COVID-19, yang merupakan absen balapan pertamanya sejak debutnya pada musim . Hamilton berhasil meraih gelar juara dunia di Grand Prix Turki 2020 dengan tiga seri tersisa, dan mengakhiri musim ini dengan keunggulan 124 poin dari rekan setimnya, yaitu Bottas, yang finis di posisi kedua di dalam klasemen akhir Kejuaraan Dunia Pembalap. Di tengah kampanye We Race as One Formula Satu dan dukungan global yang berkembang untuk gerakan Black Lives Matter, Hamilton berlutut di depan setiap balapan yang diikuti olehnya, dan mengenakan kaus bertuliskan slogan Black Lives Matter. Mobil W11 yang dikemudikan oleh Hamilton dan Bottas juga memakai warna hitam sebagai pernyataan komitmen dari tim Mercedes terhadap keberagaman.