في السباق الاول بعد العطلة الصيفية في بلجيكا، أخذ هاميلتون القيادة من روزبرغ في البداية لكن تصادم بينهما في الجولة الثانية ثقب الإطار الخلفي واستقيل من السباق في وقت لاحق. فوز من المركز الأول في إيطاليا وسنغافورة جعل هاميلتون يقود في بطولة السائقين. اتبع هيميلتون الانتصارات في اليابان وروسيا والولايات المتحدة ليحقق خمس انتصارات متتالية لأول مرة في حياته المهنية. في السباق الاخير من الموسم في أبوظبي
، فان الفرق والسائقين حصلوا على ضعف عدد النقاط الممنوحة لمراكز الانتهاء من السباق لأول مرة في تاريخ الفورمولا واحد. كان هاميلتون لديه بداية مثالية، مرّ على روزبرغ قبل المنعطف الأول ليتولى القيادة قبل أن يذهب للفوز لضمان لقب بطولة العالم الثاني له. روسبيرج في النهاية انتهى في المركز الرابع عشر، لأن مشاكل مع نظام ERS في سيارته خفضت سرعته بشكل كبير. على الرغم من نصيحة الراديو للتقاعد عن السيارة، قال روزبرغ انه يرغب في الذهاب الى النهاية والانتهاء من السباق، وهو ما فعله في النهاية. قال هاميلتون عاطفي على راديو فريقه بعد عبور الخط "هذا أعظم يوم في حياتي". قبل حفل المنصة، دخل روزبرغ غرفة التبريد لتهنئ هاميلتون على الفوز باللقب. بعد ذلك، قام هاميلتون بتكريم روزبرج على كرمه في الهزيمة. انتهى هاميلتون الموسم ب 384 نقطة، سجل 11 انتصارات و 7 مركبات من الدرجة الأولى.