Debutà en karts a l’edat de vuit anys i, després de guanyar diversos campionats, firmà un contracte, a dotze anys, amb l’escuderia de Fórmula 1 McLaren. Fou número u en les categories de Fórmula 3 Euroseries (2005) i GP2 Series (2006), però el seu debut al volant d’un Fórmula 1 fou la temporada 2007, quan obtingué quatre victòries en grans premis i el subcampionat. La mala relació amb el seu company d’equip, l’asturià Fernando Alonso, propicià la sortida de l’equip d’aquest pilot. La temporada següent, amb cinc victòries, aconseguí el seu primer títol de campió del món de Fórmula 1 (2008) i es convertí en el pilot més jove amb aquest títol. El 2013 passà a formar part de l’escuderia Mercedes. Els anys 2014, 2015, 2017, 2018, 2019 i 2020 tornà a guanyar el campionat del món. També ha estat subcampió de la categoria els anys 2016 i 2021, i el 2023 acabà en tercera posició.