Su carrera deportiva comenzó cuando tenía 7 años, en un torneo de karts regional. Entre 2013 y 2014 compitió en campeonatos organizados por CIK-FIA. 

En su primer año en monoplazas, 2015, Norris se coronó en el campeonato de F4 británica, y participó en algunas fechas de los torneos de Fórmula 4 Alemana e Italia, donde obtuvo podios. En 2016 participó en Fórmula Renault 2.0 en los campeonatos NEC y Eurocopa con el equipo Josef Kaufmann, donde fue campeón de ambos.

A finales de 2017, el equipo Carlin anunció que competiría en el Campeonato de F2 2018 con Lando Norris y el brasileño Sérgio Sette Câmara.​ Norris ganó su carrera debut en Baréin, y subió al podio en otras ocho oportunidades, lo que le sirvió para ser subcampeón en Fórmula 2, detrás de su compatriota George Russell.

La temporada 2019 fue su primera como piloto titular de Fórmula 1. El británico fue compañero en McLaren de Carlos Sainz Jr., donde ocupa el lugar dejado por Vandoorne. En el inicio de la siguiente temporada, en Austria, Lando subió por primera vez al podio en la categoría, se convirtió en el tercer piloto más joven en subir un podio en la F1.

En 2021, fue compañero de Daniel Ricciardo en McLaren.