Vanaf zijn tijd in het Duitse Formule 3-kampioenschap is Kevin Magnussen onderdeel van het juniorenprogramma van McLaren. Slechts een paar jaar nadat de Deen in die serie de derde plaats weet te behalen, krijgt hij zijn eerste kans om zich te bewijzen tijdens de juniortest van McLaren in Abu Dhabi. De snelste tijd komt op zijn naam te staan en de test levert Magnussen ook direct een superlicentie op. Alle lichten staan op groen, maar het Formule 1-debuut laat tot 2014 op zich wachten.

Met het vertrek van Sergio Perez komt er na 2013 een plekje vrij bij McLaren. Naast Jenson Button staat Magnussen bovenaan de kandidatenlijst om de Mexicaan te vervangen. Tijdens de Grand Prix van Australië imponeert K-Mag direct door als derde te eindigen tijdens zijn eerste race in de Formule 1. Daarmee treedt hij in de voetsporen van zijn vader die tot dat moment de enige Deen is met GP-punten op zijn naam.

Ondanks goede resultaten en knappe puntenfinishes krijgt Magnussen in 2015 slechts een bijrol bij McLaren wanneer het Britse team Fernando Alonso binnenhaalt. Zijn rol als testcoureur en reserverijder is ook van korte duur. Na één jaar laat teambaas Ron Dennis weten dat hij het contract met Magnussen verscheurt.

Renault, dat in 2016 weer aan de start verschijnt met een fabrieksteam, werpt de Deen vervolgens een reddingsboei toe. Samen met Jolyon Palmer krijgt Magnussen de opdracht van Renault mee om het team weer verder te helpen in de Formule 1.

Na één jaar komt echter ook de samenwerking met Renault tot een einde en stapt Magnussen over naar het jonge Amerikaanse team van Gene Haas: Haas F1. Achter het stuur van de wagen weet K-Mag dat seizoen in vijf races punten binnen te halen voor de Amerikaanse renstal, met P7 in Baku als beste resultaat. Eén jaar later grijpt Magnussen slechts nipt naast de titel van ‘best of the rest’ door als negende te eindigen in het klassement.

In 2019 beleeft Haas de eerste terugval sinds de korte periode dat het in de sport actief is. Het eindigt negende bij de constructeurs en Magnussen heeft vooral problemen tijdens de race. Het jaar erop eindigt voor Magnussen dramatisch. De Deense rijder weet slechts één punt binnen te halen voor zijn team, waarna Haas afscheid van hem neemt.

Zijn vertrek in de Formule 1 zorgt er allerminst voor dat Magnussen niet meer achter het stuur kruipt. In 2021 is hij namelijk te vinden in de IMSA SportsCar Championship. Hij is daarbij behoorlijk succesvol met meerdere podiumplekken en een overwinning. Bovendien benut hij zijn tijd om deel te nemen aan de 24 uur van Le Mans, waar hij met zijn vader aan meedoet.

Verrassend genoeg zagen we Magnussen in 2022 opnieuw rijden bij Haas. Samen met teamgenoot Mick Schumacher wist hij Haas het dramatische seizoen van 2021 te laten vergeten, met als hoogtepunt een verrassende polepositie in Brazilië. In 2024 hoopt Magnussen op meer succes naast Nico Hulkenberg.