Loạt cuộc đua Công thức 1 có nguồn gốc từ Giải Grand Prix Đua Mô tô vào những năm 1920 và 1930. "Công thức" là một tập các quy định mà tất cả những người và xe tham gia phải tuân thủ. Giải Công thức 1 chỉ được chấp thuận sau Chiến tranh thế giới thứ hai vào năm 1946, với cuộc đua không tính vô địch đầu tiên được tổ chức vào năm đó. Một số tổ chức đua xe Grand Prix đã đặt ra các luật lệ dành cho Giải vô địch Thế giới từ trước chiến tranh, nhưng do chiến tranh trì hoãn, Giải vô địch Các tay đua Thế giới không trở thành giải chính thức cho đến năm 1947. Cuộc đua vô địch thế giới đầu tiên được tổ chức tại Silverstone, Liên hiệp Anh vào năm 1950. Một giải vô địch dành cho đội đua diễn ra tiếp đó vào năm 1958. Các giải vô địch quốc gia được tổ chức tại Nam Phi và Liên hiệp Anh vào thập niên 1960 và 1970. Các cuộc đua Công thức 1 không tính vô địch được tổ chức trong nhiều năm nhưng do chi phí cho cuộc đua ngày càng cao, cuộc đua không tính vô địch cuối cùng diễn ra vào năm 1983[3].

Các cuộc đua trở lại (1950–1958)

Nhà vô địch Giải vô địch Thế giới Công thức 1 đầu tiên là tay đua người Ý Giuseppe Farina trong chiếc Alfa Romeo trong năm 1950, chỉ vừa vặn đánh bại đồng đội người Argentina Juan Manuel Fangio của ông. Tuy nhiên Fangio đã giành lại chức vô địch các năm 1951, 1954, 1955, 1956 & 1957 (kỷ lục 5 lần giành chức vô địch thế giới của ông đã tồn tại suốt 45 năm cho đến khi tay đua người Đức Michael Schumacher giành được chức vô địch thứ 6 vào năm 2003), mạch chiến thắng của ông bị ngắt trong 2 năm 1952 và 1953 do chấn thương, và người đoạt giải trong các năm đó là Alberto Ascari của đội đua Ferrari. Mặc dù Stirling Moss thường xuyên thi đấu, ông chưa bao giờ giành được một Chức vô địch Thế giới nào, và được xem là tay đua vĩ đại nhất chưa từng giành được danh hiệu nào[4][5].

Khoảng thời gian này là khoảng thời gian thống trị của những đội đua do những nhà sản xuất xe hơi phổ thông điều hành - Alfa Romeo, Ferrari, Mercedes Benz và Maserati - tất cả các đội đua này đều đã thi đấu từ trước chiến tranh. Mùa giải đầu tiên, các đội đua sử dụng những chiếc xe trước thế chiến như 158 của Alfa. Chúng đều có động cơ phía trước, bánh xe có ta-lông hẹp và động cơ hút thường 4,5 lít hoặc tăng nạp 1,5 lít. Giải vô địch thế giới các năm 1952 và 1953 áp dụng quy định của Công thức 2, với những chiếc xe nhỏ hơn, yếu hơn, do lo ngại về số lượng xe hơi Công thức 1 không có nhiều trên thị trường[6]. Khi quy định Công thức 1 mới, với động cơ giới hạn còn 2,5 lít, được tái áp dụng vào năm 1954, Mercedes-Benz đã cho ra mắt chiếc W196 cải tiến, trong đó có một số sáng kiến đáng chú ý như van điều khiển vòng (desmodromic valve) và phun nhiên liệu cũng như thân xe đóng kín có hình dáng thuôn hơn. Mercedes đã giành chức vô địch tay đua trong hai năm, trước khi rút ra khỏi tất cả các giải đua mô tô sau Cuộc khủng hoảng Le Mans 1955[7].

Những cải tiến vĩ đại (1959–1980)

Sự cải tiến lớn về công nghệ đầu tiên, đó là sự tái sản xuất các loại hơi có động cơ tầm trung của Cooper (theo sau chiếc Auto Union tiên phong của Ferdinand Porsche vào những năm 1930), lấy ý tưởng từ những mẫu thiết kế Công thức 3 thành công của công ty, diễn ra vào những năm 1950. Tay đua người Úc Jack Brabham, nhà vô địch thế giới vào năm 1959, 1960 và 1966, đã nhanh chóng chứng tỏ được tính ưu việc của mẫu thiết kế mới. Đến năm 1961, tất cả những tay đua thi đấu đã chuyển sang các loại xe hơi động cơ tầm trung[8].

Nhà vô địch Thế giới người Anh đầu tiên là Mike Hawthorn, người lái một chiếc Ferrari giành được danh hiệu vào năm 1958. Tuy nhiên, khi Colin Chapman gia nhập làng với vai trò nhà thiết kế khung gầm và sau đó là người thành lập Team Lotus, Đội đua xanh của Anh bắt đầu thống trị các đường đua trong thập niên tiếp theo. Với Jim Clark, Jackie Stewart, John Surtees, Jack Brabham, Graham Hill, và Denny Hulme, các tay đua của đội Anh và Khối thịnh vượng chung đã giành được mười hai chức vô địch thế giới từ năm 1962 đến 1973.

Vào năm 1962, Lotus giới thiệu chiếc xe hơi có miếng gầm khung bằng nhôm gắn liền với thân thay cho kiểu thiết kế dạng khung truyền thống. Cải tiến này đã được chứng minh là bước đột phá vĩ đại nhất về công nghệ kể từ khi những chiếc xe hơi động cơ tầm trung ra mắt. Vào năm 1968, Lotus sơn lại tất cả chiếc xe của đội sang màu gan của hãng Imperial Tobacco, từ đó giới thiệu hình thức tài trợ vào môn thể thao[9].

Lực ép xuống của động lực học dần dần trở nên quan trọng trong mẫu thiết kế xe kể từ khi có sự xuất hiện của cánh máy bay vào cuối thập niên 1960. Vào cuối thập niên 1970, Lotus giới thiệu khí động lực học về hiệu ứng mặt đất cung cấp lực ép xuống khổng lồ và làm tăng đáng kể tốc độ bẻ cua (mặc dù khái niệm này trước đây đã được dùng trong Chaparral 2J của Jim Hall vào năm 1970). Các lực động lực học tác động lên xe lớn quá lớn (lên đến 5 lần trọng lượng xe) đến nỗi cần những lò xo cực cứng để duy trì một khoảng sáng gầm xe cố định, khiến cho nhíp xe gần như rắn, và bất kỳ một độ nhún nào giữa xe và người với độ bấp bênh của mặt đường phụ thuộc hoàn toàn vào bánh xe[10].