A japán motorszállító, a Honda V12-es motorokat bocsátott a McLaren rendelkezésére, amely nagyobb súlyt és üzemanyag fogyasztást, ám egyben más súlyelosztást eredményezett. Míg a McLaren alakulatánál az új erőforrás versenyképesnek bizonyult a Ferrari számára keserű csalódást okozott az új évad. Az olasz versenyistálló egyetlen győzelmet sem szerzett. Sokan úgy vélték, hogy ennek hátterében az állt, hogy a Ferrari más olasz Formula-1-es versenyistállók is a motorszállítója volt.

Alain Prost a hiányzó teljesítményre panaszkodott, és az évad közepén teherautónak titulálta a versenygépet, aminek következtében az évad utolsó futamát megelőzően elbocsátották a csapattól. A csapaton belüli küzdelmet Prost nyerte 13:2 arányban Jean Alesivel szemben. Az év legnagyobb csalódása azonban a Porsche versenyistálló lett. A Hans Mezger tervezte V12-es motor teljesítménye és megbízhatósága sem volt megfelelő. Michele Alboreto, Alex Caffi és Stefan Johansson összesen hétszer nem tudták kvalifikálni magukat a Footwork-Porsche volánjánál, és az öt megmérettetés során ötször nem értek célba. A Footwork a Francia Nagydíjtól kezdve Cosworth erőforrásokkal vett részt a bajnokságban.

Nigel Mansell a Kanadai Nagydíjon az utolsó körben odaintegetett a nézőknek is, azonban ami azután történt, arra senki nem számított. Ez lehetett volna Mansell első győzelme a Williams-Renault csapattal egy olyan szezonban, amitől sokat vártak, azonban nagy eredményeket mégsem sikerült elérniük. Az 1991-es év elején Mansell olyan kijelentést tett, hogy eljön majd az idő, amikor a Renault motor meghajtású Williams FW14 megelőzi a konkurenciát. Az autó kiváló aerodinamikával rendelkezett, és gyors volt, de a félautomata motor nagyon érzékeny volt. Montrealban úgy tűnt, hogy a Williams csapatnak jó esélyei vannak arra, hogy a McLarennel szembeni ponthátrányukat csökkentsék. Az évad elején Ricardo Patrese volt a gyorsabb Williams-pilóta, Kanadában is megszerezte a Pole Position-t, azonban az események középpontjában még csapattársa Nigel Mansell állt. Már a futam elején a mezőny élére jött fel, és az első kör végén az előnye már két másodperc volt. Patrese ekkor a második helyen autózott. A versenytáv két harmadának megtétele után Patrese kerékcsere miatt kiállt a boxba, és csak az ötödik helyre sikerült visszaérkeznie. Nigel Mansell az utolsó körben közel egy perces előnnyel vezetett Piquet előtt, és már senki nem számított arra, hogy valaki elvehetné tőle az elsőséget. Már közeledett a hajtűkanyarhoz, ami 1,5 kilométeres távolságra van a célvonaltól. A visszakapcsolásnál problémái adódtak, a fordulatszám egyre csökkent, a motor leállt, ami Mansell versenyének végét jelentette. A futamot így Piquet nyerte, mialatt Mansell győzelme újra az autó hibájából adódóan meghiúsult. Néhányan úgy vélték, hogy a nézők terelték el a versenyző figyelmét, azonban David Brown elmagyarázta, miért is történhetett így. "A sebességváltó-programunk úgy működött, hogy ha a versenyző visszakapcsolt, akkor a motor fordulatszáma a sebességnek megfelelően a kívánt fokozatba került. Mansellnek ezzel a kapcsolóval problémái voltak, és többször működésbe kellett hoznia, azonban minden próbálkozásnál visszaesett a fordulatszám és a sebesség is csökkent, amíg a motor teljesen le nem állt. Ezzel a problémával korábban nem találkoztunk, és öt perc alatt meg tudtuk volna oldani úgy, hogy a továbbiakban ne okozzon problémát. Azonban ezt a versenyt mindenképpen elvesztettük. "

Ezen idő alatt a Mercedes is a visszatérést tervezte. Jochen Neerpasch egy programot dolgozott ki, amelyet a vezetőség azonban elutasított, így Neerpasch napjai meg voltak számlálva a Mercedesnél. Búcsúzóul egy fiatalembert vitt a Formula-1-be. Ez a fiatalember Michael Schumacher volt, aki a korábbi esztendőkben számos sikert ért el pályafutása során. Többek között ő volt a Werner Aichinger vezette Formula König bajnokság első bajnoka az 1988-as esztendőben. Azt követően, hogy Bertrand Gachotot bíróság elé állították, Neerpasch minden követ megmozgatott annak érdekében, hogy helyét Michael Schumacher vegye át. Így történt, hogy augusztus hónap utolsó versenyén Michael Schumacher életében először állhatott rajthoz egy Formula-1-es verseny során. Schumacher a hetedik rajtkockából indulva a kuplung meghibásodásának következtében már néhány kilométert követően feladni kényszerült a küzdelmet.

Az 1991-es esztendőben az első helyezett jutalma a korábbi kilenc helyett tíz pont volt, és minden eredményt figyelembe vettek a végelszámoláskor. Ennek következtében a negyedik futamot követően Nigel Mansell hátránya harmincnégy pont volt Sennával szemben. A brit pilóta azonban nem adta fel, aki Williams versenyistálló színeiben tovább küzdött a világbajnoki cím megszerzéséért, aminek eredményeként a soron következő három futamon felállhatott a dobogó legmagasabb fokára. Így a Hockenheimban megrendezésre került futamot követően hátránya nyolc pontra csökkent, és világbajnokság újra nyitott volt. Sennát eközben sorra balszerencse érte. Brazíliában szörfözés közben egyik barátja kishíjján elütötte, majd Mexikó városban szenvedett balesetet a McLaren volánjánál. A brazil fiatalember sérülések nélkül úszta meg a balesetet, és könnyebb sérüléseket szenvedve szállt ki az autóból a Hockenheimi tesztet követően is, ahol 320 kilométeres óránkénti sebességgel csapódott a gumifalba.

A McLaren csapat számára a nyár nem hozott nagy eredményeket, amihez nagyban hozzájárult az a tény, hogy Senna autójából Silverstoneban és Hockenheimban is az utolsó körben fogyott ki az üzemanyag. A Hungaroringen aratott győzelemmel Senna ismét a történések középpontjába került. Mansell Spa-ban egy elektronikus defekt miatt, míg Portugáliában egy kerék elvesztése miatt kényszerült feladni a küzdelmet. Spanyolországban ismét Mansell diadalmaskodott.

Két futammal az évad végét megelőzően Mansell még esélyes volt a világbajnoki cím megszerzésére, azonban ehhez mindkétszer diadalmaskodnia kellett volna. A Japán Nagydíj tizedik körében minden reménye elveszett, amikor a brit versenyző a célegyenes végén elhelyezkedő kanyarban elveszette uralmát autója felett, és a kavicságyban találta magát.

Ayrton Senna ezzel megnyerte harmadik világbajnoki címét, aki a célegyenesben lefékezett, hogy csapattársa, Gerhard Berger megszerezhesse első győzelmét a McLaren színeiben.