Erstmals seit neun Jahren konnte mit Lewis Hamilton 2008 nach einem Herzschlagfinale in Interlagos ein McLaren-Mercedes-Pilot die Formel-1-Weltmeisterschaft gewinnen. Die Konstrukteursweltmeisterschaft ging jedoch an Ferrari. Fernando Alonso verließ das Team im Vorfeld der Saison und wurde durch Heikki Kovalainen ersetzt.

Seit der Formel-1-Saison 2009 beliefert Mercedes-Benz auch weitere Teams mit Motoren: Force India und Brawn GP fahren mit Mercedes-Motoren. Jenson Button gewann in dieser Saison drei Rennen mit ein- und demselben Motor, was ein neuer Rekord für die Formel 1 ist. Während McLaren-Mercedes zunächst im Mittelfeld fuhr, startete Brawn-Mercedes mit sechs Siegen aus sieben Rennen sehr gut in die Saison, war aber seit dem Silverstone-Rennen weniger erfolgreich. Dennoch gelang es dem Team, den Konstrukteursweltmeistertitel zu gewinnen, den zweiten für einen Motor von Mercedes-Benz nach 1998, und Jenson Button wurde Fahrerweltmeister. Beim Großen Preis von Ungarn in Budapest gewann Lewis Hamilton erstmals in der Geschichte der Formel 1 auf einem Auto mit KERS.

Das Safety Car und das Medical Car der Formel 1 werden von Mercedes gestellt. Das aktuelle Safety Car ist ein Mercedes SL 63 AMG. Das Medical Car ist ein C 63 AMG.