ב-1990, יחד עם יריביו בפורמולה 3, היינץ-הארלד פרנצן וקארל ונדלינגר, הוא הצטרף לתוכנית מירוצים של מרצדס לצעירים באליפות העולם למכוניות ספורט. זה היה יוצא דופן עבור נהג צעיר: רוב בני זמנו של שומאכר התחרו בפורמולה 3000 בדרך לפורמולה 1. עם זאת, ובר ייעץ לשומאכר כי חשיפה למסיבות עיתונאים מקצועיות ונהיגה במכוניות חזקות במירוצים למרחקים ארוכים יעזרו לקריירה שלו. בעונת 1990 באליפות העולם למכוניות ספורט, זכה שומאכר בגמר העונה באוטודרומו הרמאנוס רודריגז ברכב סאובר-מרצדס C11, והסיים במקום החמישי באליפות הנהגים למרות שרק נהג בשלושה מתוך תשעה מירוצים. הוא המשיך עם הקבוצה בעונת 1991 באליפות העולם למכוניות ספורט, וזכה שוב במרוץ האחרון של העונה באוטופוליס ביפן עם סאובר מרצדס-בנץ C291, והוביל לסיום במקום התשיעי באליפות הנהגים. הוא גם התחרה בלו מאן באותה העונה.
סיים במקום החמישי במכונית ששיתפו עם ונדלינגר ופריץ קרוצפוינטנר. בשנת 1991 הוא התחרה במרוץ אחד באליפות פורמולה 3000 היפנית, והסיים במקום השני.