14 de março: Em Xangai (China), Antonelli consegue a primeira pole position da sua ainda jovem carreira. Aos 19 anos, seis meses e 18 dias, torna-se o piloto mais jovem da história da Fórmula 1 a partir da primeira posição da grelha.
15 de março: O italiano vence o Grande Prémio da China, a primeira vitória da sua carreira na F1. Torna-se o segundo piloto mais jovem de sempre a vencer uma corrida, apenas atrás do neerlandês Max Verstappen, vencedor do GP de Espanha de 2016 com apenas 18 anos, sete meses e 15 dias.
7 de junho: No mítico circuito do Mónaco, Antonelli alcança a quinta vitória consecutiva num Grande Prémio e isola-se na classificação do campeonato, com 66 pontos de vantagem sobre Lewis Hamilton e 68 sobre o seu companheiro de equipa na Mercedes, George Russell.
5 de julho: Vítima de um problema técnico, o italiano é penalizado por exceder os limites da pista e termina em 16.º no GP da Grã-Bretanha. Fica pela terceira corrida consecutiva sem vencer e vê Russell reduzir para 25 pontos a diferença entre ambos no campeonato.
19 de julho: Antonelli reage na prova seguinte e impõe-se na Bélgica. Além disso, a sorte está do seu lado, já que Russell é obrigado a abandonar na primeira volta depois de ser abalroado por Hamilton.
6 de setembro: Depois de receber uma penalização por trocar o motor do seu monolugar, o italiano parte da 19.ª posição da grelha, mas protagoniza uma recuperação espectacular em Monza. Perante dezenas de milhares de adeptos italianos que o apoiam, vence o GP de Itália e põe fim a 60 anos de jejum dos pilotos italianos no Templo da Velocidade.
13 de setembro: Mais uma vez favorecido pelas circunstâncias, Antonelli vence em Madrid um acidentado Grande Prémio de Espanha, depois de o actual campeão mundial, o britânico Lando Norris, que tinha tudo para se impor, ter ficado preso na intervenção de um safety car. O italiano aumenta assim para 82 pontos a vantagem sobre o seu companheiro de equipa, que consegue apenas o quinto lugar na estreia do Madring.
26 de setembro: Depois de partir da 16.ª posição, na sequência de um acidente contra um muro durante a qualificação do GP do Azerbaijão, o italiano escapa por pouco ao acidente provocado pelo argentino Franco Colapinto e protagoniza outra recuperação, terminando em quinto numa corrida que coroou Russell.
4 de outubro: A sorte volta a sorrir a Antonelli, que termina em segundo no GP do Barém, disputado na Malásia, atrás de Max Verstappen. No entanto, aproveita o abandono de Russell, que seguia em terceiro, a poucas voltas do final, para voltar a aumentar a vantagem no campeonato para 84 pontos e desferir um golpe decisivo no seu companheiro de equipa.
25 de outubro: Antonelli fica à beira da glória ao conquistar de forma convincente a sua nona vitória da temporada no Grande Prémio dos Estados Unidos, em Austin. Abandonou o Texas sabendo que a sua coroação era apenas uma questão de tempo, pois precisava de dois dos 125 pontos em disputa para se sentar no trono.
1 de novembro: Kimi Antonelli torna-se o campeão mundial mais jovem da Fórmula 1, com 20 anos e 68 dias, ao terminar em terceiro no Grande Prémio do México, vencido pelo neerlandês Max Verstappen (Red Bull). O prodigioso piloto da Mercedes chega aos 380 pontos na temporada e assegura o título que a Itália esperava desde 1953, quando Alberto Ascari o conquistou.