En 2025 será piloto titular de la escudería Mercedes en Fórmula 1 junto a George Russell.

[17]​ El italiano volvió a sumar puntos en la siguiente ronda en Mugello, pero su gran fin de semana sería el evento en Monza.

Allí, Antonelli sumó tres victorias en ruta seguidas, pero perdió la última por una sanción.

[34]​ Por su parte, en la FRECA, Antonelli logró su primera victoria en Spa-Francorchamps, tras varios podios iniciales.

Posteriormente, añadió victorias en Mugello, Paul Ricard y Zandvoort, donde aseguró el título aún una ronda restante.

[35]​ Andrea Kimi Antonelli debutó en la Fórmula 2 en 2024 con Prema Racing, saltando directamente desde la FRECA, junto a Oliver Bearman.

[39]​ Terminó en la sexta posición del campeonato, sin haber disputado la última ronda por problemas de salud.

[45]​ Se convertirá en el primer piloto italiano en la Fórmula 1 desde que Antonio Giovinazzi corrió a tiempo completo en la temporada 2021.

[50]​[51]​[52]​ El jefe del equipo Mercedes, Toto Wolff, apoyó a Antonelli desde su carrera en el karting y ha hablado abiertamente sobre el piloto que competirá para el equipo en la Fórmula 1, ya sea en 2025 o 2026, como reemplazo de Lewis Hamilton, a quien Hamilton también alentó.

[53]​[54]​[55]​ Antonelli también ha sido descrito como rápido y consistente en informes de Mercedes, incluso del director técnico James Allison.

[56]​[57]​ Los pilotos de Fórmula 1 también han reconocido su habilidad, incluidos Max Verstappen y George Russell.