2007-ben ő lett az első színesbőrű pilóta a Formula–1-ben. A McLaren csapatfőnöke, Ron Dennis – akit Hamilton már régről ismert, és még gokartos korszaka alatt kijelentette neki: „Ron, egyszer a te csapatodban fogok versenyezni!” – szerződést kötött Hamiltonnal, és cáfolta az esetlegesen faji hovatartozásra összpontosuló reklámkampányokat. Hamilton kijelentette: örül, hogy a McLarennél versenyezhet tapasztaltabb csapattársa, az akkori címvédő Fernando Alonso oldalán. A szezon során azonban egyre inkább romlott a két versenyző viszonya. A konfliktusok csúcsa a magyar nagydíj volt, ahol Alonso akadályozta Hamiltont az időmérő edzésen, bár előtte Hamilton is megszegte azt a megállapodást, miszerint Alonsót előre kellett volna engednie az etap alatt. Alonsót ezért azzal büntette a versenybíróság, hogy öt rajthellyel hátrébb sorolták. A nagydíjat Hamilton nyerte.

Lewis fantasztikusan kezdte Formula–1-es karrierjét. Bemutatkozó versenyén harmadik lett, ezt további nyolc dobogós helyezés követte. Számára addig ismeretlen pályákon aratta első két diadalát. A nyári versenyek során néhányszor balszerencse sújtotta a brit újoncot, de amíg minden rendben volt, hozta a jobbnál jobb teljesítményeket. Futamról futamra növelte előnyét a világbajnokságban és két versennyel az évad vége előtt már 12 ponttal előzte meg csapattársát, a kétszeres világbajnok Fernando Alonsot.

Kisebb hullámvölgy után a Fujiban rendezett japán nagydíjon Hamilton újra ereje teljében volt: hibátlan versenyzéssel megnyerte a futamot, nagy lépést téve a világbajnoki cím megszerzéséhez vezető úton, ám a biztonsági autó mögötti vezetése közben egy vitatható manővere miatt a Red Bull-lal versenyző Mark Webber és a Toro Rosso fiatal pilótája, Sebastian Vettel összeütközött és kiesett. Hamiltont sokan támadták a verseny után, de végül az FIA nem büntette meg. Alonso nem tudta befejezni a versenyt, hátránya 12 pontra nőtt, melynek ledolgozására saját bevallása szerint is csekély esély volt a hátralévő két futamon. Lewis azonban a sanghaji futamon kopott gumijaival a bokszutca elején kicsúszott a kavicságyba és kiesett.

Az idény utolsó versenyén, a brazil nagydíjon csapattársát, Fernando Alonsót akarta megelőzni, de kicsúszott, ráadásul problémája akadt az autóval. (Egyes hírek szerint véletlenül rossz gombot nyomott meg a kormányon, amivel elindította a rajtprocedúra funkciót.) Csak a hetedik helyen ért célba, amivel Kimi Räikkönent világbajnoki címéhez segítette, Lewis pedig a második lett a bajnokságban.

Hamilton tehát újoncként nem bírta az év végi nyomást, és elvesztette a vb-címet. Ezt annál is jobban sajnálhatja, mivel a kanadai nagydíj óta vezette a világbajnokságot.