Scrivi una continuazione per questo paragrafo - Hill ha iniziato a guidare a tempo pieno per il team Ferrari di Formula Uno nel 1959, guadagnando tre podi e il quarto posto nel Campionato Piloti. Nel 1960 vinse il Gran Premio d'Italia.
a Monza, la prima vittoria in un Gran Premio per un pilota americano in quasi quarant'anni (ad eccezione delle 500 miglia di Indianapolis, una volta parte della serie di Gran Premi del Campionato del Mondo), da quando Jimmy Murphy vinse il Gran Premio di Francia del 1921. Questa si rivelò anche l'ultima vittoria per un'auto a motore anteriore in Formula 1. La stagione successiva, Hill vinse il Gran Premio del Belgio e con due gare ancora da disputare era dietro solo al suo compagno di squadra della Ferrari, Wolfgang von Trips, nella classifica stagionale. Un incidente durante il Gran Premio d'Italia ha ucciso von Trips e quattordici spettatori. Hill ha vinto la gara e si è aggiudicato il titolo, ma il trionfo è stato dolce-amaro. La decisione della Ferrari di non recarsi in America per l'ultima gara della stagione privò Hill dell'opportunità di partecipare alla sua gara di casa a Watkins Glen come nuovo campione del mondo. Quando è tornato per la stagione successiva, la sua ultima con la Ferrari, Hill ha detto: "Non ho più tanta necessità di correre, di vincere. Non ho più tanta fame. Non sono più disposta a rischiare di uccidermi".