Senna vestiu o macacão da equipe Toleman na sua estreia na principal categoria do automobilismo mundial. O motor Hart 415T, de certa maneira “artesanal”, acompanhou o brasileiro em suas primeiras corridas. A unidade de potência tinha 580 cv, bem abaixo dos concorrentes como BMW e Porsche, que chegavam aos 750 cv. Conforme o campeonato foi sendo disputado, o Hart 415T teve melhorias implantadas, como injeção eletrônica e um novo turbo, o que o levou a alcançar os 700 cv. Ayrton conseguiu três pódios neste ano.

A Lotus de Senna, modelo 97T, não demorou a surpreender os demais competidores. Logo na segunda corrida, o GP de Portugal, em Estoril, o brasileiro conquistou a sua primeira vitória na categoria. O motor da Renault foi batizado de EF15. Era um V6 Turbo, 1.5 l, com injeção eletrônica centralizada, sistema de controle de ignição e dois turbos Garrett. A potência era de aproximadamente 800 cv.

A Lotus trouxe um novo motor V6 turbo-alimentado, o Renault EF15B, de aproximadamente 900 cv (em corridas), que era acionado por uma caixa de câmbio sequencial manual de seis marchas da Hewland. Na parte final da temporada, a escuderia equipou o monoposto com o EF15C, uma versão melhorada, de 1200 cv. Com ele, Senna conseguiu quatro pole-positions e três pódios.

Com o fim da parceria com a Renault, a Lotus assinou com a Honda para usar o motor RA166E, um V6 turbo-alimentado de 1.5l. Como a empresa japonesa já tinha um contrato com a Williams, Senna e seu companheiro, Satoru Nakajima, tiveram que correr com a unidade de potência da temporada passada, enquanto a equipe rival utilizava o moderno RA167E. Com aproximadamente 900 cv em corridas, o motor do monoposto ajudou Senna em duas vitórias, além de outros cinco pódios, o que deixou o brasileiro na terceira colocação no campeonato de pilotos.

Senna deixou a Lotus e acertou com a McLaren. Lá, o monoposto MP4/4 o esperava com o motor Honda RA168E, outro V6 turbo com 1.5l. As restrições severas de combustível entraram em vigor em 1988, e a Honda foi forçada a alterar radicalmente seu motor turbo. Acima de tudo, esse esforço de redesenho foi dominado pela necessidade de melhorar o consumo. Para atingir este objetivo, a Honda desenvolveu uma câmara de combustão mais compacta e aumentou substancialmente a taxa de compressão. Com 675 cv, o carro da equipe inglesa não triunfou apenas uma corrida das 16 disputadas, sendo o mais vencedor da história da categoria. De quebra, Ayrton Senna conquistou seu primeiro título na Fórmula 1, superando seu companheiro, o francês Alain Prost.

Os motores turbo foram banidos nesta temporada por serem considerados caros e perigosos. A Honda então apresentou o RA109A, V10, a 72 graus, de 700 cv, com 3,5l e 4 válvulas por cilindro, aspirado normalmente. Com o MP4/5, Ayrton Senna terminou na segunda posição do campeonato, após ser superado pelo companheiro e rival Alain Prost.

O motor RA109E incorporou inovações ao modelo anterior, como um tipo de borboleta para regular as válvulas. As especificações da unidade de potência eram: V10, aspirado, de 664 cv, com 13.000 rpm, que chegava a 715 cv com o combustível especial da Shell. Ayrton Senna terminou o ano com o bicampeonato da Fórmula 1, após conquistar seis vitórias e outros cinco pódios.

O McLarenMP4/6 dirigido por Senna foi o primeiro monoposto com um motor V12, o Honda RA121E, na carreira do brasileiro. Com 3.5l e 750 cv, a unidade de potência contava com um novo sistema de controle da entrada de ar. Com sete vitórias, Ayrton não deu chances para seu maior concorrente, Nigel Mansell, e sagrou-se tricampeão mundial.

O RA122E marcou a despedida da Honda da Fórmula 1, só voltando em 2000, quando forneceu os motores da equipe BAR. Os japoneses decidiram em se empenhar na produção de carros e deixaram o automobilismo de lado. O último Honda controlado por Senna era um V12 com 760 cv a 14400 rpm. Ele não foi capaz de fazer frente ao V10 da Renault que equipava a Williams do campeão Nigel Mansell. Com três vitórias, Ayrton foi o quarto colocado no campeonato.

Desde 1982, Senna não pilotava um monoposto com um motor Ford. A McLaren teve que se contentar com uma versão “de consumidor” da unidade de potência da montadora norte-americana, que tinha um contrato direto com a Benetton, e portanto fornecia um componente superior ao time que contava com o alemão Michael Schumacher. Foram três versões do Ford Cosworth HBD7 3.5 V8: (esp VI usado até a França) 685 cv; (esp VII usado da Inglaterra até a Hungria) 720 cv; (esp VIII usado da Bélgica em diante) 730 cv. Com ele, Senna levou o carro ao limite, conquistou cinco vitórias e foi o vice-campeão da temporada. Porém, a história quase foi diferente. Em setembro de 1993, a McLaren testou motores Lamborghini, com Senna, no que ficou apelidado de McLambo. O brasileiro gostou do V12, que tinha 750 cv, e até pediu para correr com eles nas duas últimas corridas da temporada, mas isso não aconteceu e o LE3512 nunca foi utilizado pela equipe britânica.

Senna desejava correr pela Williams, a equipe que havia sido campeã nas últimas duas temporadas, dominando totalmente a categoria. O motor Renault RS6, V10, aspirado, entregava 780 cv para Ayrton Senna. Mesmo com um dos componentes mais poderosos da Fórmula 1, o carro apresentou muitos problemas para o brasileiro. Nas duas primeiras corridas, o piloto abandonou. Na terceira etapa veio a tragédia em Ímola, onde o ídolo das pistas faleceu após bater na curva Tamburello.