A 2000-es szezon három győzelemmel indult, majd Silverstone-ban egy harmadik hely következett a két McLaren-pilóta, David Coulthard és Mika Häkkinen mögött. Az évnek az első néhány futamán Coulthard erősebbnek tűnt Häkkinennél, de aztán az év előrehaladtával a finn ismét felülkerekedett csapattársán. Häkkinen az ötödik versenyen, Barcelonában aratta első futamgyőzelmét a szezon során, míg Schumachernek a verseny közben defektje volt, s egy nem tervezett kerékcsere miatt csak az ötödik helyen végzett. A nürburgringi esőversenyen ismét nyerni tudott Häkkinen előtt. Ezután egy balszerencsés időszak következett a német számára: a következő öt versenyen négyszer esett ki: Monacóban a felfüggesztés meghibásodása miatt vezető pozícióból, Magny-Cours-ban motorhiba miatt, Zeltwegben és Hockenheimben pedig egyaránt rajtbaleset következtében. Montrealban ugyan nyerni tudott, mégis a sorozatos kiesések azt eredményezték, hogy a Magyar Nagydíjra rendkívül szorossá vált az állás a világbajnoki pontversenyben közte, valamint Häkkinen és Coulthard között: neki 56 pontja volt, a két McLaren-pilótának pedig 54-54.
A hungaroringi futamot Häkkinen nyerte, így átvette a vezetést a pontversenyben, majd Spa-Francorchamps-ban újabb győzelmével már hat pontra növelte azt. Monzában azonban visszavágott és nyert finn vetélytársa előtt, így Häkkinen előnye ismét két pontra fogyott. Az Indianapolisban rendezett Amerikai Nagydíjat megnyerte, Häkkinen kiesett, így újra fordult a kocka, és két versennyel a szezon vége előtt Schumacher tett szert nyolc pontos előnyre az összetettben.
A világbajnokság a szuzukai Japán Nagydíjon dőlt el. A pole pozíciót szerezte meg, de a rajtot a második helyről induló Häkkinen nyerte, így az élre állt. A két világbajnoki esélyes nagy csatát vívott egymással, amelyben a többieket – beleértve csapattársaikat is – messze maguk mögött hagyták, ám egymással sokáig nem bírtak. Kettejük sorrendje az első boxkiállásaik után sem változott: Häkkinen továbbra is az élen maradt. Ekkor kissé szemerkélni kezdett az eső, a német pedig az addiginál szorosabban „tapadt” Häkkinenre. A döntő momentum a 37. körben érkezett el: Häkkinennek ekkor kellett kimennie második kerékcseréjére, Schumacher azonban további három körig kint tudott maradni saját második boxkiállása előtt. Második boxkiállása után Häkkinen elé tudott visszaállni, s ezzel eldőlt a verseny és a világbajnokság is: az övé lett mindkettő.
Az év utolsó futamán, a Maláj Nagydíjon már „csak” a konstruktőri világbajnoki cím volt a tét, amelyet Schumacher és Barrichello kettős győzelmével szintén a Ferrari hódított el. Összesen 108 pontot szerzett és kilenc versenyt nyert a 2000-es szezon során. Mika Häkkinen 89 ponttal lett második.