In den Jahren 1970 bis 1982 dominierte der schon 1967 im Lotus 49 auf Anhieb erfolgreiche Cosworth-Motor die Formel 1, da mehrere Teams mit diesem kompakten und zuverlässigen Triebwerk insgesamt 155 Rennen sowie 12 Fahrer-WM-Titel gewinnen konnten. Nur Ferrari konnte mit einem etwas leistungsstärkeren 180°-V12 auch 3 WM-Titel erringen; Maserati, Weslake, Honda, BRM und Brabham-Alfa Romeo mit ihren V12 zudem auch einige wenige Einzelsiege.

Der erste Weltmeistertitel der 1970er-Jahre ging posthum an Jochen Rindt, der beim Training zum Großen Preis von Italien in Monza am 5. September 1970 tödlich verunglückte. Bei den nächsten Titeln in den Jahren 1971 bis 1974 wechselten sich der Schotte Jackie Stewart und der Brasilianer Emerson Fittipaldi ab. Die zweite Hälfte der 1970er-Jahre wurde vom Ferrari-Team dominiert, das in den Jahren 1975 bis 1977 und 1979 jeweils den Konstrukteurstitel für sich entscheiden konnte. 1975 und 1977 gewann der Österreicher Niki Lauda die WM. 1976 siegte der Brite James Hunt, 1978 der US-Amerikaner Mario Andretti und 1979 der Südafrikaner Jody Scheckter.

In den 1970er-Jahren kam das Aus für lange historische Strecken wie den Nürburgring mit einer Streckenlänge von 22,835 km und Spa-Francorchamps mit 14,12 km, die aus Sicherheitsgesichtspunkten (Streckenbreite, Sturzräume usw.) den steigenden Standards nicht mehr genügten. Hinzu kam, dass durch die hohe Streckenlänge die Dauer des Eintreffens von Rettungs- und Ambulanzwagen zu Unfällen inakzeptabel war. Der Wechsel vom Nürburgring zum Hockenheimring war für 1977 schon vor dem schweren Unfall von Niki Lauda beschlossen worden, auch wenn bis auf den heutigen Tag noch immer gerne das Gegenteil kolportiert wird.

Ende der 1970er- bzw. Anfang der 1980er-Jahre kam es zu technischen Revolutionen. Nach dem WM-Gewinn von Mario Andretti im Lotus 79 dominierten die so genannten Ground-Effect-Rennwagen, bei denen durch Seitenkästen mit umgekehrtem Flügelprofil sowie einem durch bewegliche Seitenschürzen seitlich abgedichteten Wagenboden ein starker Abtrieb erzeugt wurde und dadurch wesentlich höhere Kurvengeschwindigkeiten möglich wurden. Zum Teil bizarre Konstruktionen wie der so genannte “Staubsauger”-Brabham, mit dem Niki Lauda beim Rennen im schwedischen Anderstorp 1978 einmalig antreten und gewinnen konnte, der sechsrädrige P34 von Tyrrell für Jody Scheckter und Patrick Depailler in der Saison 1976 und 1977 oder der Doppelboden-Lotus waren übertriebene Auslegungen des Regelwerks und wurden alsbald verboten bzw. nicht zugelassen.

Ab 1977 führte Renault Turbo-Motoren ein, mit denen 1979 der erste Sieg gelang. Noch im Jahre 1982 behielten die leichter zu fahrenden, kostengünstigeren, zuverlässigeren und sparsameren Saugmotoren in der Endabrechnung die Überhand, trotz immer deutlicheren Leistungsdefizits.