Oma esimesel hooajal Formula 1'is oli Hamilton partner kahekordse maailmameistri Fernando Alonsoga, kes oli ühinenud McLareniga pärast Renaultist lahkumist. Hamilton avaldas Austraalias oma debüütrennil muljet, ületades Alonsot esimesesse pöördesse ja kaks korda võitis võistluse. Hamilton oli suurema osa võistlusest oma meeskonnakaaslase ees, kuid strateegia võimaldas Alonso'l võita teise koha pitspausi viimases ringis. "Strateegia aitas veidi Fernandot", ütles Dennis varsti pärast võistlust. Lõpuks lõpetas Hamilton kolmandana, saades Jacques Villeneuve'i järel esimeseks sõitjaks, kes oma debüütvõistlustel võistluspodiumil lõpetas. Kolmekordne maailmameister Niki Lauda tervitas Hamiltoni kui parimat algajat, keda ta kunagi näinud on. Järgmisel kahel raundil Bahreinis ja Barcelonas lõpetas Hamilton Felipe Massa taga teisena, et juhtida sõitjate meistrivõistlust, muutudes noorimaks sõitjaks, kes on kunagi juhtinud maailmameistrivõistlust. Peale teise koha saavutamist Alonso taga Monaco's väitis Hamilton, et ta ei saanud oma meeskonnakaaslasega sõita, kuid FIA vabastas McLareni pärast uurimist. Pärast võistlust tunnistas McLareni meeskonna juht Ron Dennis, et tulemus oli meeskonna poolt eelnevalt kindlaks määratud, et ohutuse auto riski tõttu otsustati ohverdada Hamiltoni strateegia. Dennis ütles meeskonna otsuse kohta: "Sa pead tegelikult eelnevalt otsustama, milline sõitja võidab võistluse". Hamilton saavutas oma esimese pole positsiooni ja esimese võidu oma Formula 1 karjääris. Nädal hiljem võitis Hamilton, saades esimeseks brittiks pärast John Watsoni 1983. aastal
võita USA Formule 1 võidusõit.