Mercedes opět vykročil do nové sezóny velmi rázně. Hned v úvodním závodě si Hamilton a Rosberg rozdělili první a druhé místo, díky čemuž si také vytvořili 28 bodový náskok v tabulce. Hamilton ve snaze obhájit titul neponechal nic náhodě, už od začátku se zdál nepředstavitelně rychlý. V Austrálii bral snadné vítězství, ovšem hned v druhém kole jej v Malajsii na první příčce překvapivě vystřídal Sebastian Vettel, jenž tak dokázal, jak velký kus cesty zvládlo Ferrari se svým vývojem ujít. Vettel zvítězil v sezóně ještě dvakrát, na maďarské a singapurské GP. Všechna ostatní vítězství však spadla do kapsy Mercedesu, Hamilton triumfoval desetkrát, Rosberg šestkrát. Dohromady tak Mercedes ovládl 16 z 19 závodů, v 12 z nich jeho jezdci obsadili jak zlatou, tak i stříbrnou pozici. Předvedl tak další sezónu naprosté a devastující nadvlády, při níž ukořistil v Poháru konstruktérů 703 bodů oproti 428 bodům stáje Ferrari na druhé příčce.
Tým Ferrari v sezóně 2015 předvedl zřejmě největší skok kupředu. Nový šéf týmu Maurizio Arrivabene na začátku sezóny optimisticky předpověděl, že by mohli zvítězit alespoň dvakrát. Když pak stájový nováček Sebastian Vettel vyhrál hned v druhém kole, všichni byli nadšení. Druhý jezdec týmu, Kimi Räikkönen, se svými výsledky ale dost zaostával. Lepší než Vettel byl jen v Bahrajnu, kde si dojel pro druhé místo. Byl to ale Vettel, kdo jako jediný ohrožoval monopol Mercedesu, Hamiltonovi a Rosbergovi šlapal na paty, a dokonce několikrát vystrčil růžky natolik, že to vypadalo, že se o titul porvou všichni tři.
Hamilton měl obhajobu titulu jistou již po 16. kole ve Spojených státech a v následujících kolech zdá se zvolnil, takže Rosberg přebral iniciativu a dojel si ve třech zbývajících závodech pro tři vítězství, přičemž mu však Hamilton alespoň vždy dýchal na záda ze druhého místa. Když pak Hamilton s 381 body potřetí zvedl nad hlavu vítězný pohár, splnil si sen vyrovnat se svému idolu Ayrtonu Sennovi. Rosberg skončil na druhém místě s 322 body, Sebastian Vettel bral s 278 body bronz.
V Poháru konstruktérů se na druhém místě udrželo Ferrari. Třetí Williams nasbíral jen 275 bodů, o celých 45 méně než v předchozím roce. Pro Williams byla sezóna 2015 velkým zklamáním. FW37 nedosahoval takových výkonů jako FW36 a ani jezdci nijak nezářili.
Ještě hůře na tom byl McLaren. Zažíval jednu z nejhorších sezón a kontinuálně se potýkal s technickými problémy nové hnací jednotky od Hondy, která si vůbec nerozuměla se systémem rekuperace kinetické energie. Ačkoliv šéf Hondy Yasuhisa Arai často prohlašoval, že se nejnovější verze jejich motoru může směle rovnat Renaultu, a poté i Ferrari, rychlost vozu byla často o 20 km/h nižší a spolehlivost nebyla nikterak závratná. Oba týmoví jezdci, Fernando Alonso a Jenson Button, posbírali celkem jen 37 bodů, a Alonso o šestiválci od Hondy pronesl, že je to „motor pro GP2“.
Jedním z výrazných momentů sezóny 2015 bylo rozhodnutí týmu Toro Rosso obsadit do závodů dva nováčky, teprve sedmnáctiletého Max Verstappena a dvacetiletého Carlose Sainze. Risk se stáji brilantně vyplatil, oba mladíci byli jako utržení ze řetězu. Verstappen dokonce posbíral i tři posezónní ocenění, „Nováčka roku“, „Osobnost roku“ a „Akci roku“, kterou získal za senzační předjížděcí akci na belgické GP. Verstappenovi je v F1 předvídána zářná budoucnost. Mnohým prý připomíná Sebastiana Vettela, jenž o něm prohlásil, že by se jej starší generace – včetně něj – měla začít obávat.
