Posteriormente, la Operación Puerto revelaría que compitió dopado en la ronda francesa, al descubrirse que en 2003 Hamilton seguía una planificación de medicamentos y transfusiones (prácticas prohibidas al ser dopaje) dirigida por Eufemiano Fuentes.

Sin embargo, poco después (en septiembre) se puso en duda su victoria al dar positivo en un control antidopaje.

El contraanálisis no pudo realizarse debido a un problema con su almacenamiento.

[3]​ Hamilton ganó la contrrareloj disputada en la factoría de Ford en Almusafes en la Vuelta a España, aunque el control antidopaje realizado revelaría que dio positivo por transfusión homóloga,[4]​ por lo que fue apartado de su equipo.

[5]​ Curiosamente, otro ciclista del equipo (Santi Pérez, segundo en esa Vuelta) dio positivo poco después por ese mismo motivo: transfusión homóloga.

[7]​[2]​ Una vez cumplida su sanción, en 2007 volvió al pelotón internacional, compitiendo con el equipo Tinkoff Credit Systems.

En 2008 se enroló en el equipo estadounidense Rock Racing, conocido por acoger a numerosos ciclistas con antecedentes por dopaje.

Tras este nuevo caso de dopaje, el ciclista reconoció haberse dopado y anunció su decisión de retirarse del ciclismo, al mismo tiempo que afirmaba estar sufriendo una depresión.

Hamilton se ha referido en concreto a estas prácticas dopantes en los Tours de 1999, 2000 y 2001.