A pesar de tenir la pole position en les dues primeres rondes, problemes mecànics van aturar les seves possibilitats de victòria. Va girar nombroses vegades a Sud-àfrica, i a Mònaco, el seu motor va explotar a l'inici, i la victòria va anar al seu company d'equip Denny Hulme. Al Gran Premi d'Holanda, va aconseguir el seu primer podi de la temporada, amb el segon lloc, darrere de l'escocès Jim Clark. Es va retirar en el Gran Premi de Bèlgica amb un altre motor explotat. Va arreglar això guanyant el Gran Premi de França al Circuit de Bugatti a Le Mans. Va arribar quart al Gran Premi Britànic, darrere de Chris Amon, el seu company d'equip Hulme i Clark. Al Gran Premi d'Alemanya
, va tenir una gran batalla amb Amon, i Brabham finalment va acabar per davant del neozelandès, per només mig segon. Hulme va ser el guanyador. En el primer Gran Premi del Canadà a Mosport Park, va aconseguir una gran victòria, per davant de Hulme, en condicions de fred i pluja. Al Gran Premi d'Itàlia a Monza, Brabham va haver de acabar segon, només unes quantes longituds de cotxe darrere de John Surtees, que va prendre la seva última victòria al GP. Hulme es va retirar de la cursa, reduint la diferència a 3 punts entre els dos, mentre el circ es dirigia als Estats Units, a Watkins Glen per al Gran Premi dels Estats Units. Brabham va superar el seu company d'equip, i va acabar cinquè a la cursa, i amb Hulme al podi, això significava que les possibilitats de campionat eren escasses per a Black Jack, ja que el circ va anar a Mèxic per a la cursa final de la temporada. Una vegada més, va superar el seu company d'equip, i necessitava guanyar, amb Hulme cinquè o inferior. Però Jim Clark va ser simplement massa ràpid durant tot el cap de setmana, i va dominar la cursa de la pole a la victòria, amb Brabham acabant més d'un minut i 25 segons darrere. Hulme va acabar tercer, i així el neozelandès va guanyar el campionat, mentre que Brabham es va conformar amb el segon lloc. L'equip es va assegurar el Campionat de Constructors, amb 67 punts en total, i 23 punts per davant de Lotus, que va marcar un total de 44 punts.