Il 2008 di Kovalainen è l’anno della grande occasione. Che se lo sia meritato o meno, il finlandese si ritrova nelle vesti di pilota ufficiale della McLaren-Mercedes, per via della strana vicenda che ha riportato Alonso alla Renault. Ciò nonostante Heikki sa benissimo che pur avendo una delle macchine più potenti del campionato, sarà limitato dal fatto che la sua squadra punterà tutta la concentrazione nel suo pupillo Hamilton.
La prima gara per il pilota inizia con un po’ di amarezza, quando in Australia viene superato negli ultimi giri dallo stesso Fernando Alonso, a bordo di una discreta Renault. Per via di un errore il finlandese ha decelerato improvvisamente in un rettilineo dopo aver involontariamente premuto il limitatore di velocità, riservato per le entrate ai box. In Malaysia il pilota McLaren arriva sul podio conquistando la terza posizione, mentre nel Bahrain è solo autore del giro più veloce in pista.
In spagna Kovalainen è autore di un bruttissimo incidente, causato dall’esplosione della gomma anteriore sinistra. Il pilota si schianta ad alta velocità contro le barriere. Successivamente si riprenderà e tornerà a correre in Turchia, dove è autore di una stupenda prestazione sia in qualifica, infatti ottiene la seconda posizione, sia nella gara, che però verrà compromessa oltre da problemi tecnici, anche da una cattiva gestione strategica del team, infatti Heikki arriverà solo dodicesimo.
A Monaco, in Canada e in Francia non ottiene risultati rilevanti, ma in Gran Bretagna ottiene la sua prima pole position in carriera, che verrà poi sprecata in gara dato che lo stesso non vincerà.
La sua prima vittoria arriverà in Ungheria, mentre lo stesso Ron Dennis annuncia che gli attuali pilota McLaren sono confermati per tutto il 2009. Qui Kovalainen ottiene la prima vittoria in carriera ed inoltre diventa il 100mo pilota ad aver vinto un Gran Premio in F1. Il resto dei Gran Premi sono accompagnati da prestazioni scarse, a parte a Monza dove arriva secondo. Kovalainen chiuderà il suo campionato in settima posizione nella classifica piloti, dietro al compagno, alle Ferrari, ma soprattutto alle BMW e a Fernando Alonso. Se non si dovesse considerare il fatto che Kovalainen viene penalizzato dal suo team, in quanto è stato ingaggiato per subordinarsi ad Hamilton, il suo campionato 2008 è tra i peggiori.