Il a débute en F1 en 2014 aux côtés de Jenson Button au volant d'une McLaren. Pour son premier Grand Prix (en Australie), il a terminé à la 2eme place, un exploit rare. Il est seulement le 3eme pilote de l'histoire de la F1 à avoir réussi à monter sur un podium dès son premier Grand Prix après Jacques Villeneuve (2eme en Australie en 1996) et Lewis Hamilton (3eme en Australie en 2007). Il est revenu en F1 pour la saison 2022 en remplacement du pilote russe Nikita Mazepin exclu de l'écurie américaine Haas à cause de ses liens avec Vladimir Poutine lors du conflit entre la Russie et l'Ukraïne. 202 points marqués en 185 courses (111 dans les points), 1 podium et 3 meilleurs tours. Il a disputé une course en Indycar. Vainqueur des World Series by Renault 3.5 en 2013. Il est le fils de l'ancien pilote Jan Magnussen (25 courses de F1 disputées entre 1995 et 1998 sur McLaren, Mercedes et Ford).