Den 14. november 2013 ble det bekreftet at Magnussen skulle kjøre for McLaren i -sesongen, hvor han erstattet Sergio Pérez. Magnussens fikk verdensmesteren fra 2009, Jenson Button som lagkamerat, og debuterte i Australias Grand Prix 2014, hvor han kjørte inn til tredjeplass, men rykket opp til andreplass etter at Daniel Ricciardo ble diskvalifisert. Magnussen ble den første føreren til å komme på pallen i Formel 1-debuten siden Lewis Hamilton tok tredjeplass i Australias Grand Prix 2007.