Nella stagione 2008, è stato sfortunato l’esordio al Gran Premio d’Australia, dove è partito in prima fila, ma in gara è stato tamponato dalla Williams di Nakajima durante i giri percorsi alle spalle della safety car. Una settimana dopo, in Malesia si è classificato secondo dietro a Kimi Raikkonen dopo essere scattato in quarta posizione sulla griglia.
Il 5 aprile 2008 ha realizzato la sua prima pole position sul circuito del Bahrein, anche prima pole della storia di un pilota polacco e prima della BMW da quando è anche costruttrice di telai oltre che di motori.
L’8 giugno 2008 vince il suo primo gran premio di Formula 1 sul circuito di Montreal in Canada, proprio sul circuito dove un anno prima aveva rischiato la vita. È la prima vittoria della storia della Formula 1 di un pilota polacco e prima vittoria della BMW da quando è anche costruttrice di telai oltre che di motori.
Un ulteriore primato è che Kubica riesce così anche a balzare in testa alla classifica, sfruttando inoltre i ritiri dei piloti maggiormente candidati al titolo (tuttavia sarebbe stato raggiunto dopo poche gare per via della minor competitività della BMW rispetto alla McLaren e alla Ferrari)
Kubica prosegue il mondiale in maniera eccellente andando a punti diverse volte dopo il vittorioso Gran Premio canadese (tranne a Silverstone dove si ritira per un testacoda sotto la pioggia battente) e tornando sul podio nel Gran Premio d’Europa sul Circuito cittadino di Valencia. Due settimane dopo, in Belgio, invece, si classifica sesto.
La settimana successiva, nel GP di Monza, parte 11º, ma grazie ad una buona strategia riesce a portare a casa il 3º posto che gli vale il podio, oltre che 6 punti. Durante il GP di Singapore può puntare alla seconda vittoria per via della safety car che ha rimescolato i piloti in gara, ma deve scontare un drive-through per aver superato il limite di velocità ai box.
L’occasione gli si ripresenta nel successivo GP del Giappone sfruttando assieme al pilota della Renault Fernando Alonso la bagarre fra le Ferrari e le McLaren (con testacoda e penalizzazioni per i due contendenti al titolo Hamilton e Massa).
