Van 1990 tot 1992 werkte Berger bij Ayrton Senna bij McLaren. Zijn komst werd met grote verwachting ontvangen omdat hij een geweldige vorm voor Benetton en Ferrari had bewezen. Een McLaren-Honda leek Berger een echte kans te bieden op het wereldkampioenschap voor het eerst. Hoewel hij in de kwalificatie over het algemeen sneller was dan zijn voorganger Alain Prost ten opzichte van Senna (hij kwalificeerde zich vaak als tweede achter Senna), was hij tijdens de races zelden in staat het tempo van de Braziliaan te evenaren. Hij behaalde drie overwinningen in deze drie seizoenen. Hij won de Japanse Grand Prix in 1991.
In 1992 wonnen ze in Canada en Australië. Tijdens zijn drie jaar bij McLaren behaalde Berger ook vier poleposities en overkwalificeerde Senna 8 keer.