Po podpisaniu kontraktu z Mercedesem, który trwał do 2020 roku, potwierdzono, że Hamilton będzie bronił swojego tytułu w 2020 roku. Hamilton prowadził klasyfikację kierowców przez większą część sezonu, odpierając się wyzwaniom tytułowym ze strony kolegi z zespołu Bottasa, napędzanego Hondą Red Bulla Verstappena i niedawno awansowanego Leclerca Ferrari, aby zdobyć szóstą koronę kierowców w Grand Prix Stanów Zjednoczonych 2019 z dwoma pozostałymi wyścigami. Po zdobyciu szóstego Grand Slam w karierze w ostatnim wyścigu sezonu
, Hamilton zakończył sezon z 11 zwycięstwami (odpowiadającymi jego poprzednim najlepszym wynikom w 2014 i 2018 roku) i 17 podiami (odpowiadającymi rekordowi wszech czasów po raz czwarty), a także osiągnięciem 5 pole positionów. Jego 413 punktów w tym sezonie było nowym rekordem wszech czasów, widząc, że Brytyjczyk skończył 87 punktów przed drugim Bottasem.