Hamilton tinha ficado em 10º lugar em Melbourne na sua estreia na Ferrari, mas a história foi diferente seis dias depois em Xangai.
O sete vezes campeão do mundo venceu a partir da pole position e juntou uma vitória de sprint aos seus seis triunfos em Grandes Prémios no circuito.
O inglês recebeu a bandeira axadrezada 6,889 segundos à frente de Oscar Piastri, da McLaren, com Max Verstappen, da Red Bull, em terceiro.
Hamilton saiu do seu carro após a linha de chegada para um crescendo de aplausos dos fãs de Xangai, que desenrolaram enormes faixas com o seu número 44.
"Este é um fim de semana muito, muito especial até agora", disse o piloto de 40 anos aos jornalistas.
"A China e Xangai sempre foram muito boas para mim desde a minha primeira corrida aqui em 2007. É uma pista em que gosto muito de conduzir. É difícil expressar em palavras qual é a sensação. Obviamente, é uma corrida de sprint, não é a corrida principal, mas é um bom ponto de partida".
Hamilton utilizou a sua vasta experiência para tirar partido do ar limpo na frente do pelotão e cuidar dos pneus ao longo de 19 voltas no recém-revestido circuito internacional de Xangai, com 5,451 km.
"Acho que, de um modo geral, está tudo muito próximo entre todos nós", disse Hamilton, agora na Ferrari, depois de ter saído da Mercedes.
"Mas a degradação dos pneus foi muito grande, acho que para todos. Estava apenas a tentar gerir isso no início e depois nas últimas cinco voltas ou assim, estava numa posição muito confortável".
"Tentando sobreviver"
Piastri concordou que os pneus foram o maior problema dos pilotos na China.
"Provavelmente uma das mais difíceis em termos de degradação dos pneus. Então eu sabia que tinha que tentar ser paciente", disse o australiano.
Verstappen pressionou Hamilton na primeira metade da corrida, mas sofreu mais tarde com o desgaste, permitindo que Piastri o passasse a quatro voltas do final.
"Infelizmente, nas últimas oito voltas não tínhamos o ritmo dos outros, por isso estava a tentar sobreviver", disse Verstappen, que venceu o sprint e a corrida principal na China no ano passado.
"Definitivamente, fico com o P3. Foi difícil gerir os pneus, mas está tudo bem, vamos tentar fazer melhor", acrescentou o campeão do mundo, que está a tentar conquistar o quinto título consecutivo de pilotos.
O antigo colega de equipa de Hamilton na Mercedes, George Russell, foi quarto e Charles Leclerc quinto no outro Ferrari.
Yuki Tsunoda, num RB, foi sexto, Kimi Antonelli, da Mercedes, foi sétimo e o líder do campeonato, Lando Norris, que lutou pelo ritmo, conquistou um único ponto em oitavo para a McLaren.
Norris arrancou em sexto, mas ficou preso no trânsito na curva 5 e caiu para nono, fora dos pontos, ao ser ultrapassado por Antonelli, Tsunoda e Lance Stroll.
Norris conseguiu ultrapassar o Aston Martin de Stroll no final da corrida e continua a liderar o campeonato antecipado com 26 pontos, à frente de Verstappen com 24.