2011赛季，红牛的维特尔继续垄断着比赛，汉密尔顿与上一个赛季一样，仅能排在第五位，但是他也收获了3个分站冠军。

2012年，汉密尔顿的状态比较起伏，虽然赛季前三个分站收获了3个季军，但随后却未能稳定得分，之后这位迈凯伦车手收获了3个分站冠军，是车手中最多的，只是受到赛车不稳定拖累。在对上的4个分站，他拿下了2个冠军。不过无论是从驾驶赛车的角度，还是赛场外的私人生活，汉密尔顿都走出了2011赛季的各种不顺和不快。在新加坡站结束后，汉密尔顿做出了一个极具轰动性的决定：明年离开迈凯伦，加盟梅赛德斯。打从汉密尔顿做出加盟梅赛德斯车队的决定后，该车队就再没取得过任何分数。当被问到是否有点后悔自己的选择时，汉密尔顿却表现得异常坚定，“我必须相信自己的决定。坚持我所选择的。”

2013年，本来对梅赛德斯没报多大希望的汉密尔顿，反而被W04战车的速度震撼，汉密尔顿夺得4次杆位，但梅赛德斯依旧无法完全解决轮胎过度损耗问题，导致汉密尔顿无法将杆位转化为冠军。但匈牙利站，刘易斯一气呵成，领跑全场，拿下加入梅赛德斯的首场胜利。截止到匈牙利站，汉密尔顿取得124个积分，积分榜排名第四，落后维特尔48分，另外，4次领奖台，4次杆位，1个分站冠军。

2013赛季结束，汉密尔顿不仅超出季前预期获得了一站冠军(匈牙利站)，在银石和斯帕的杆位表现同样惊艳，虽然始终表示未能很好适应W04的刹车系统，汉密尔顿还是在排位和最后的积分上拼掉了与车队磨合多年的罗斯伯格。2013对梅赛德斯对汉密尔顿都是一个很好的合作开始。

2014赛季，汉密尔顿拿到了11场分站胜利，另有3个亚军和2个季军，时隔六年再夺总冠军。从巴林站的强势，到摩纳哥站的委屈，从夏天的心态不稳定到夏休之后比利时经历撞车事件，最后，从意大利开始，落后29分的汉密尔顿抛开一切杂念，完全专注比赛，完成反超。

2015年4月，汉密尔顿入围劳伦斯最佳男运动员奖；10月25日，在夺得了F1美国站的分站冠军之后，汉密尔顿提前卫冕2015赛季的车手总冠军。

2017年6月，在2017赛季F1阿塞拜疆大奖赛汉密尔顿因为比赛中头枕出现故障只获得第5名；10月8日，2017赛季日本大奖赛正赛中，获得冠军。

2019年3月18日，获得2019赛季F1首站比赛澳大利亚大奖赛亚军。职业生涯至今，汉密尔顿已经拿到84个杆位。4月14日，获得F1历史上第1000站的冠军，这是汉密尔顿第六次在上海大奖赛夺冠，也是他职业生涯的第75个分站赛冠军。9月8日，2019赛季F1意大利大奖赛结束，汉密尔顿排在第3位；29日，汉密尔顿在2019赛季F1俄罗斯大奖赛夺冠。11月，获得2019赛季F1总冠军。12月1日，在阿联酋阿布扎比举行的2019年F1阿布扎比大奖赛正赛中，汉密尔顿获得冠军。

2020年2月18日，劳伦斯世界体育奖20周年颁奖典礼在柏林落幕。阿根廷足球巨星梅西和英国F1名将汉密尔顿并列获得年度最佳男运动员奖，开创了双双获奖的先河；7月12日，在奥地利红牛赛道举行的2020赛季世界一级方程式锦标赛奥地利第二站比赛中，汉密尔顿获得冠军；18日，汉密尔顿在2020赛季世界一级方程式锦标赛（F1）匈牙利站结束排位赛中拿下职业生涯第90个杆位，追平了舒马赫在匈牙利大奖赛七夺杆位的纪录，最终以1小时36分12秒473的成绩获得冠军。8月，在2020赛季世界一级方程式锦标赛（F1）英国大奖赛中，汉密尔顿夺得杆位，并最终夺冠。西班牙大奖赛，汉密尔顿杆位发车夺冠，这是汉密尔顿的第88个F1分站冠军，第156次登上领奖台，超越前纪录保持者迈克尔·舒马赫，成为F1历史上登台次数最多的车手。比利时大奖赛，汉密尔顿率先撞线，夺得职业生涯的第89个分站冠军。9月，在意大利穆杰洛赛道举行的世界一级方程式锦标赛托斯卡纳大奖赛正赛中，汉密尔顿夺得冠军。10月11日，在F1第11站比赛埃菲尔大奖赛正赛争夺中，第二位发车的汉密尔顿率先冲过终点，拿下了自己第91个分站冠军，追平了舒马赫的分站冠军数量纪录。10月25日，葡萄牙波尔蒂芒的阿尔加维赛道举行的2020赛季世界一级方程式锦标赛（F1）葡萄牙大奖赛正赛中，梅赛德斯车队英国车手汉密尔顿夺得冠军，从而以职业生涯92胜的战绩超越德国车手舒马赫，成为F1历史上获胜场次最多的车手。11月15日，刘易斯·汉密尔顿夺得2020年F1土耳其大奖赛冠军，提前加冕了其F1生涯第七个世界冠军，追平了舒马赫保持的车手总冠军次数纪录。11月29日，在巴林举行的2020赛季世界一级方程式锦标赛（F1）巴林站的正赛中，梅赛德斯车队英国车手汉密尔顿以2小时59分47秒515的成绩夺得冠军。同年，获国际汽联2020年度最佳个人奖。被新华社体育部评为2020年国际体育十大人物之一。

2021年3月28日，在2021赛季世界一级方程式锦标赛（F1）巴林大奖赛正赛中，汉密尔顿以以1小时32分03秒897夺得冠军。5月2日，在2021赛季世界一级方程式锦标赛（F1）葡萄牙大奖赛正赛中，汉密尔顿夺得冠军。5月9日，在世界一级方程式锦标赛（F1）西班牙大奖赛正赛中，汉密尔顿夺得冠军。7月3日，汉密尔顿与梅赛德斯车队续约至2023年。7月19日凌晨，2021F1英国大奖赛正赛在银石赛道战罢。梅奔本土车手汉密尔顿再次在主场拿到冠军。9月5日，在F1荷兰大奖赛正赛中，汉密尔顿获得亚军。9月26日，在F1俄罗斯站正赛中，汉密尔顿获得冠军，这也是他个人的第100场F1分站赛胜利。11月，汉密尔顿夺得2021年F1巴西大奖赛、卡塔尔大奖赛冠军。11月15日，在F1圣保罗站正赛中，因为被查到尾翼DRS（减阻系统）违规，被取消排位赛成绩。太过兴奋的汉密尔顿在冲线后的回场圈中解开了安全带，国际汽联（FIA）又给他追加了一记罚单——罚款5000欧元，不过这并不影响汉密尔顿在正赛中取得的成绩。12月，在F1沙特大奖赛正赛上，汉密尔顿最终夺冠并拿到了单圈最速。当地时间12月5日晚，在2021年世界一级方程式锦标赛（F1）沙特大奖赛上，汉密尔顿成为首位在沙特大奖赛上夺得分站赛冠军的F1车手。12月12日，在F1阿布扎比大奖赛上，汉密尔顿获得亚军。

2022年3月，汉密尔顿获得F1巴林大奖赛季军。2022年4月，2022F1澳大利亚大奖赛一练成绩出炉，汉密尔顿获得第七名。2022年4月10日，2022年F1澳大利亚大奖赛墨尔本赛道获第四位。4月24日，2022年F1伊莫拉站正式比赛结束，汉密尔顿获得第13名。5月8日，在2022年F1迈阿密大奖赛排位赛中，获得第6名。5月9日，在F1迈阿密大奖赛正赛上，汉密尔顿获得第六名。5月21日，2022年F1西班牙大奖赛排位赛结束，汉密尔顿列第六位。

2022年5月22日，2022赛季F1锦标赛在西班牙加泰罗尼亚赛道结束赛季第五站的争夺，汉密尔顿排名第五位。2022年F1摩纳哥大奖赛排位赛在蒙特卡洛赛道结束，汉密尔顿位列第八位。5月29日，F1摩纳哥大奖赛正赛，汉密尔顿以第8名的成绩完赛。6月11日，2022年F1阿塞拜疆大奖赛排位赛在巴库赛道结束，汉密尔顿列第七位。6月12日晚，2022年F1阿塞拜疆大奖赛正式比赛在巴库赛道结束，汉密尔顿列第四位。6月19日，F1加拿大站排位赛鸣金收兵，汉密尔顿排名第四。6月20日，F1加拿大站正赛，汉密尔顿获得季军。7月，F1英国大奖赛排位赛，汉密尔顿排名第5位。正赛，汉密尔顿获得季军。同月，F1奥地利大奖赛排位赛，汉密尔顿在Q3遭遇事故，最终排名第十。冲刺赛，汉密尔顿位列第八位。7月10日，2022年F1奥地利大奖赛正式比赛在红牛环赛道结束，汉密尔顿获得季军。7月23日，2022年F1法国大奖赛排位赛在保罗-里卡德赛道结束，汉密尔顿名列第四。7月24日，F1法国大奖赛正赛，汉密尔顿完成生涯第300场里程碑并拿到亚军，创造赛季最佳战绩。7月30日，F1匈牙利大奖赛排位赛，汉密尔顿位列第七位。7月31日，F1匈牙利大奖赛正赛，汉密尔顿获得亚军。9月，2022年F1荷兰大奖赛排位赛排名第4位。9月，2022赛季F1锦标赛在荷兰的赞德福特赛道结束赛季第15站的争夺，汉密尔顿列第4位。10月，2022赛季F1锦标赛在日本的铃鹿赛道迎来赛季第18站的较量，汉密尔顿获得第6名。同月，汉密尔顿连续获得F1美国大奖赛、F1墨西哥大奖赛亚军。11月，在2022赛季F1锦标赛圣保罗大奖赛的排位冲刺赛中，汉密尔顿位列第3；正赛，汉密尔顿取得亚军，帮助梅赛德斯车队取得一二带回。同月，F1阿布扎比大奖赛正赛，汉密尔顿在比赛倒数第4圈退赛。

2023年3月5日，2023赛季世界一级方程式锦标赛巴林大奖赛，汉密尔顿以第五名完赛。3月，F1沙特大奖赛正赛，汉密尔顿排名第五。4月1日，2023赛季F1澳大利亚大奖赛排位赛中，汉密尔顿获第三名。4月2日，2023赛季F1澳大利亚大奖赛正赛中，汉密尔顿获得亚军。6月4日，2023赛季F1西班牙大奖赛正赛中，汉密尔顿取得亚军。6月，在2023赛季F1加拿大大奖赛正式比赛，汉密尔顿获得季军。7月9日，在2023赛季F1英国大奖赛正赛中，汉密尔顿排名第三位。7月22日，在2023赛季F1匈牙利大奖赛排位赛中，汉密尔顿获得杆位。9月17日，F1新加坡大奖赛正赛，汉密尔顿排名第三位。10月，F1美国大奖赛正式比赛，汉密尔顿因赛车底盘违规被取消第2名的成绩。2023年10月30日，2023世界一级方程式赛车（F1）墨西哥城大奖赛汉密尔顿获得亚军。

2024年2月2日，梅赛德斯车队官方社交媒体宣布，梅赛德斯-AMG PETRONAS F1 车队和汉密尔顿将于2024赛季结束后分道扬镳。4月20日，2024赛季世界一级方程式锦标赛(F1)中国大奖赛冲刺赛，刘易斯·汉密尔顿获得亚军。6月，F1西班牙大奖赛，汉密尔顿获得季军。北京时间7月7日，F1英国站正赛结束。汉密尔顿斩获个人银石赛道第9冠。7月，2024赛季世界一级方程式赛车锦标赛（F1）英国大奖赛，梅赛德斯车队英国车手汉密尔顿夺得冠军，成为历史上首位在同一条赛道九次夺冠的车手。7月21日，F1匈牙利大奖赛正赛结束，汉密尔顿获第三。7月28日，F1比利时大奖赛正赛，汉密尔顿递补获得冠军。

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汉密尔顿有一个同父异母的弟弟尼古拉斯·汉密尔顿。弟弟小时候患有脑瘫，但他积极乐观的态度感染了汉密尔顿，后来弟弟也成为了一名赛车手，2022年效力于英国房车锦标赛（BTCC）。

2022年3月31日，汉密尔顿在个人社交媒体发帖，公开了自己与心理问题斗争的经历，透露心理出现问题，称精神和情感方面都在挣扎，并且表示心理问题并不是最近才出现，已经有很长一段时间。

在2007年至2015年之间，汉密尔顿曾与歌手妮可·舒辛格连续保持了7年的恋情。

2015年11月，妮可和刘易斯又被媒体传旧情复燃，因为他们被拍到同时出现在伦敦一家高档会所。根据报道，两人在伦敦的高档会所“The Box”共同参加了英国灵魂歌手纽曼的私人演出，随后被拍到先后离开。熟悉内情的人爆料，两人是分别抵达会所，而且在不同的桌子观看演出，但随后共同进入了一个私人包厢。他们一直待到会所打烊才走，会所的服务人员甚至都已经等得不耐烦了。不过妮可的发言人随后否认了复合的传闻，称两人出入同一家俱乐部纯属巧合。而且妮可没有和刘易斯在一起。

此后汉密尔顿曾与歌手瑞塔·奥拉、妮琪·米娜、蕾哈娜和模特芭芭拉·帕尔文、吉吉·哈蒂德、温妮·哈洛、索菲亚·里奇、卡米拉·肯德拉等传出绯闻。

汉密尔顿的财富超过1.3亿美元，除了赛车，他最大的爱好是音乐。汉密尔顿能够弹奏多种乐器，包括吉他。现在他还在学习钢琴。“在两种情景中我是最快心的：要么听音乐，要么在音乐工作室”，汉密尔顿说。汉密尔顿曾经与著名女歌手舒可辛格有一段长时间的恋爱。“每个比赛周末我都带着我的音乐宝贝们出来，白天我在赛道上比赛，晚上我就既不会外出吃饭也不会看电影或者做任何事，我会在我自己的房间里陶醉”。

在英国媒体眼中，F1世界冠军刘易斯•汉密尔顿的着装品位一直很另类，他是时尚界的常客。2014年的颁奖典礼上，汉密尔顿的旁边是他的女友著名歌手妮可-舒可辛格。而在出席2015年英国时尚颁奖典礼时，汉密尔顿则是独自一人，身着黑衬衫，外面则是一件镶有黑色领子的白西装，下面是一条紧身黑裤。汉密尔顿的佩饰选择了一块波尔卡风格的方巾和一副钻石耳钉。

汉密尔顿从2017年开始成为素食主义者，他曾在社交媒体公开发声，呼吁关注气候变化，号召粉丝一起成为素食主义者。

汉密尔顿小时候曾因为肤色问题在学校遭遇霸凌，在F1赛场上也曾遭遇种族歧视。2020年，汉密尔顿公开支持“黑人的命也是命”运动，呼吁F1行业共同反对种族歧视。

2024年4月17日，Student Voices x 马来西亚国家石油公司（PETRONAS，简称“马石油”）F1车手见面会在世界一级方程式锦标赛（F1）中国大奖赛前夕正式拉开帷幕。活动特邀F1世界冠军车手刘易斯·汉密尔顿（Lewis Hamilton）来到现场，与2024“Student Voices”英文演讲比赛团体赛中脱颖而出的三组学生展开互动与对话，共同构建和畅想可持续美好未来的理念与实践。刘易斯·汉密尔顿表示：“能看到这些学生对于可持续生活的热情和激情真的太棒了。正如在F1的比赛中，团队的默契配合是胜利的关键。三组学生共同努力、相互支持的过程，让我感受到了相同的力量并为之动容。”

2007年，汉密尔顿出版自传《刘易斯·汉密尔顿—我的故事》，2013年出版中文版本。

汉密尔顿一直目标明确，并且很有决心（惠特马什 评）。

人们低估了他所能达到的高度，他对于如此年轻的年龄来说，已经是足够好了（希尔 评）。

他有很棒的赛车和出色的车队，他是一个很好的车手，很尊重这位年轻车手（米卡·哈基宁评）。

他有技术、有天赋，他在赛道上完全是自己成为一个阵营，速度一直非常快，其他车手与他相距甚远（多蒙尼卡利 评）。

赛季表现相当出色（丹尼斯 、诺伯特豪格 评）。

他正在引领F1比赛，并不断赢得冠军，并且他已显示了很强的对压力的操控能力（希尔 评）。

他的职业生涯好像火箭升天般向上蹿，但不可能永远这样。他年轻，有黑色的皮肤，让他在F1里很突出，但这些都是有‘保质期’的，他一直会是黑皮肤，但他不会永远让人感觉新鲜（马克·韦伯评）。

关于车手汉密尔顿和阿隆索不和关系的传闻在业界从未间断，两人2007年共同效力于迈凯轮车队时，就曾发生过多起摩擦，之后业界一度将二者的关系妖魔化，两人也曾在公开场合予以否认。据英国《太阳报》2013年1月27日消息，汉密尔顿再次承认，他与阿隆索的不和与争吵已经终结，两人已经冰释前嫌。

《太阳报》指出，两人在2007年共同效力迈凯轮车队时就传出不和传闻，并最终导致西班牙人早早结束与车队的合约，重新回到老东家雷诺车队。二人的嫌隙最早是由于对方都认为另外一方受到了优待。

《太阳报》说，尽管塞巴斯蒂安•维特尔已成就F1三连冠，2013年已经31岁的阿隆索仍然认为汉密尔顿是他最大的对手。这一“奉承”也得到汉密尔顿的认同，他也表示自己从阿隆索身上学到很多。

汉密尔顿称，自己受到阿隆索的赞美感到十分开心，自己也一直很尊敬阿隆索，看到两人关系向前迈进、互相尊重是一件很开心的事情。阿隆索近年来的表现不凡，和他一起比赛将是一件很令人激动的事情。

汉密尔顿还表示，回到2007年，自己对拥有当时的地位感到很感激，但现在自己不想要任何优先待遇，仅仅想要相同的机会展示自己可以做到。