邁凱倫時期

    丹尼斯經過了幾年的考察，13歲時，漢密爾頓簽約邁凱輪的車手發展計劃，成為與F1正式簽約車手，隨后奪得雷諾方程式的冠軍，歐洲F3年度冠軍，GP2年度冠軍。

    2007是漢密爾頓登陸F1的第一年，也是他效力邁凱輪的第一個賽季，在澳大利亞揭幕站，漢密爾頓奪得了季軍，在第一次參賽就登上領獎臺，隨后，他連續9個分站都進入前三，并在加拿大分站第一次贏得桿位及分站冠軍，到最后，他成為了冠軍的熱門人選，可惜最后兩站發揮欠佳，最終只能以1分之差屈居年度亞軍，但漢密爾頓已經向世人證明了他的實力，全年獲得109分。

    2008年，漢密爾頓在揭幕戰率先拿下桿位與冠軍，但接下來的兩站，小漢發揮都并不理想，直到西班牙分站，他又重新回到了領獎臺，但他與馬薩之的爭奪一直都很激烈，最終兩人拼到了最后一站，馬薩成功在家鄉拿下分站冠軍，當他沖線時，漢密爾頓原本在第六位，眼看馬薩就要成冠軍了，漢密爾頓在后面并沒有放棄，結果他在最后時刻超過格洛克搶得了第五名，并最終以1分力壓馬薩成為了總冠軍。這個冠軍確實是很幸運，全年獲得98分。

    2009賽季，漢密爾頓開局并不理想，甚至連續出現5個分站不能得分的情況，直到第10個分站，小漢終于拿下了個人賽季的第一個分站冠軍，隨后，他又在新加坡收獲一個冠軍，但全年下來，他僅以49分排在車手榜的第五位。

    2010賽季，前5個分站，小漢在排位賽發揮不理想，但在正賽基本能拼回較不錯的位置，直到土耳其分站，漢密爾頓終于獲得了分站冠軍，賽季下來他一共獲3個分站冠軍，9次登上領獎臺。

2011賽季，紅牛的維特爾繼續壟斷著比賽，漢密爾頓與上一個賽季一樣，僅能排在第五位，但是他也收獲了3個分站冠軍。

    2012年，漢密爾頓的狀態比較起伏，雖然賽季前三個分站收獲了3個季軍，但隨后卻未能穩定得分，之后這位邁凱輪車手收獲了3個分站冠軍，是車手中最多的，只是受到賽車不穩定拖累。在對上的4個分站，他拿下了2個冠軍。不過無論是從駕駛賽車的角度，還是賽場外的私人生活，漢密爾頓都走出了2011賽季的各種不順和不快。在新加坡站結束后，漢密爾頓做出了一個極具轟動性的決定：明年離開邁凱輪，加盟梅賽德斯。打從漢密爾頓做出加盟梅賽德斯車隊的決定后，該車隊就再沒取得過任何分數。當被問到是否有點后悔自己的選擇時，漢密爾頓卻表現得異常堅定，“我必須相信自己的決定。堅持我所選擇的?！?/p>

梅賽德斯AMG時期

   2013年，本來對梅賽德斯沒報多大希望的漢密爾頓，反而被W04戰車的速度震撼，漢密爾頓奪得4次桿位，但梅賽德斯依舊無法完全解決輪胎過度損耗問題，導致漢密爾頓無法將桿位轉化為冠軍。但匈牙利站，劉易斯一氣呵成，領跑全場，拿下加入梅賽德斯的首場勝利。截止到匈牙利站，漢密爾頓取得124個積分，積分榜排名第四，落后維特爾48分，另外，4次領獎臺，4次桿位，1個分站冠軍。

   2013賽季結束，漢密爾頓不僅超出季前預期獲得了一站冠軍(匈牙利站)，在銀石和斯帕的桿位表現同樣驚艷，雖然始終表示未能很好適應W04的剎車系統，漢密爾頓還是在排位和最后的積分上拼掉了與車隊磨合多年的羅斯伯格。2013對梅賽德斯對漢密爾頓都是一個很好的合作開始 。

   2014賽季，漢密爾頓拿到了11場分站勝利，另有3個亞軍和2個季軍，時隔六年再奪總冠軍。從巴林站的強勢，到摩納哥站的委屈，從夏天的心態不穩定到夏休之后比利時經歷撞車事件，最后，從意大利開始，落后29分的漢密爾頓拋開一切雜念，完全專注比賽，完成反超。

   2015年4月，漢密爾頓入圍勞倫斯最佳男運動員獎。10月25日，在奪得了F1美國站的分站冠軍之后，漢密爾頓提前衛冕2015賽季的車手總冠軍。

   2017年6月，在2017賽季F1阿塞拜疆大獎賽漢密爾頓因為比賽中頭枕出現故障只獲得第5名；10月8日，2017賽季日本大獎賽正賽中，獲得冠軍。

   2019年3月18日，獲得2019賽季F1首站比賽澳大利亞大獎賽亞軍。職業生涯至今，漢密爾頓已經拿到84個桿位。4月14日，獲得F1歷史上第1000站的冠軍，這是漢密爾頓第六次在上海大獎賽奪冠，也是他職業生涯的第75個分站賽冠軍。