Dopo aver guidato auto di piccola cilindrata, nel 1950 a 52 anni, con l’avvio del primo Campionato del Mondo di F1, Fagioli viene chiamato dall’Alfa a far parte del proprio pacchetto di piloti, insieme con Farina e Fangio. Il terzetto delle “tre effe” è imprendibile ed a fine stagione, dopo aver vinto sei Gran Premi su sette, ricopre i primi tre posti della classifica con Nino Farina primo e Luigi Fagioli terzo dietro Juan Manuel Fangio. Nel campionato del mondo 1951, ancora con l’Alfetta F1, Fagioli riesce a cogliere anche la vittoria a pari merito con lo stesso Fangio, nel GP di Francia, restando a 53 anni il pilota più anziano ad aver vinto un Gran Premio di Formula Uno. Alla Mille Miglia del 1952, Fagioli compie il suo capolavoro di pilota, portando alla vittoria nella categoria Gran Turismo la Lancia tipo alleggerito, avuta in consegna dalla casa torinese. Il risultato della gara bresciana è l’ultima pagina della storia sportiva di Luigi Fagioli. Il 30 maggio, Fagioli rimane ferito in un incidente avvenuto nel corso delle prove ufficiali del Gran Premio di Monaco per vetture GTI, alla guida di una Lancia B20. Il 20 giugno, Luigi Fagioli muore proprio in seguito alle ferite riportate a Montecarlo.