In der Grand-Prix-Saison 1938 wurde vom Internationalen Automobilverband AIACR wie in den Vorjahren erneut eine Grand-Prix-Europameisterschaft für Fahrer ausgeschrieben. Wertungsläufe waren mit den Großen Preisen von Frankreich, Deutschland, der Schweiz und Italien insgesamt vier Grandes Épreuves, die nach den neu verabschiedeten Bestimmungen der Internationalen Grand-Prix-Rennformel ausgetragen wurden. Im Wesentlichen wurde darin der Hubraum für Rennwagen mit Kompressoraufladung auf 3,0 Liter, für Rennwagen mit Saugmotor auf 4,5 Liter begrenzt, bei gleichzeitiger Festlegung eines Mindestgewichts von 850 kg. Kleinere Motoren wurden entsprechend einer sogenannten „Gleitenden Skala“ mit Gewichtsvorteil von bis zu 450 kg ausgeglichen. Die minimale Renndistanz für die Grande Épreuves betrug weiterhin 500 km, auch der Meisterschaftsmodus blieb gegenüber den Vorjahren gleich.
Nach dem Tod von Bernd Rosemeyer bei Rekordversuchen gleich zu Jahresbeginn dauerte es bis weit in die Saison hinein, bis sich das Team der Auto Union AG wieder gefestigt hatte. So konnte die Mannschaft von Daimler-Benz mit dem neuen Mercedes-Benz W 154 weitgehend die Rennen kontrollieren und mit Rudolf Caracciola zum dritten Mal nach 1935 und 1937 den Europameistertitel erringen.
Neue Rennformel mit gleitender Skala Die sogenannte 750-kg-Formel der Jahre 1934 bis 1937 hatte ihr gestecktes Ziel nicht erfüllen können, ein nahezu unbegrenztes Anwachsen von Motorleistung und Geschwindigkeiten zu verhindern. Aus diesem Grund sah sich die AIACR Ende 1936 genötigt, für 1938 eine neue Grand-Prix-Rennformel zu verabschieden, in der die maximale Hubraumstärke der Rennwagen wieder direkt vorgegeben wurde, wie dies zuletzt in der 1,5-Liter-Formel von 1926/1927 der Fall gewesen war. Um dennoch eine gewisse technologische und konstruktive Freiheit zu belassen, sollte über die Zuordnung von Hubraumgröße zu Mindestgewicht in einer sogenannten gleitenden Skala (englisch „sliding scale“) eine Chancengleichheit für kleinere Motoren hergestellt werden. Gleichzeitig wurden zum ersten Mal in der Grand-Prix-Geschichte Motoren mit und ohne Kompressor bei der Festlegung der Hubraumgrenzen unterschiedlich behandelt, wobei dafür ein Verhältnis von 1 : 1,5 angesetzt wurde.
Erlaubt waren demnach Rennwagen von minimal 666 cm³ Hubraum mit bzw. 1000 cm³ Hubraum ohne Kompressor und jeweils 400 kg Mindestgewicht sowie bis maximal 3 Liter Hubraum mit bzw. 4,5 Liter Hubraum ohne Kompressor und jeweils 850 kg Minimalgewicht.
In der Praxis stellte sich jedoch schnell heraus, dass es nicht gelungen war, die Parameter wirklich in ein vernünftiges Verhältnis zueinander zu setzen, sodass schließlich nur Rennwagen mit Kompressor und dem maximal zulässigen Hubvolumen von 3,0 Litern wirklich konkurrenzfähig waren. Über diesen Umstand wird häufig übersehen, dass auch Fahrzeuge mit kleineren Motoren, z. B. praktisch alle Modelle der 1,5-Liter-Voiturette-Klasse, im Sinne der Rennformel vollwertige Grand-Prix-Rennwagen waren.
Zum ersten Mal seit 1927 galten die technischen Bestimmungen der Internationalen Grand-Prix-Formel gleichzeitig auch wieder in Indianapolis, doch kam es im ersten Jahr der neuen Formel noch zu keinem nennenswerten gegenseitigen Austausch der zwei Motorsportwelten.
Saisonbericht mini|hochkant=1.2|Hermann Lang im Mercedes-Benz W 154 beim Oldtimer-Grand-Prix 1986 auf dem Nürburgring War es unter der 750-kg-Rennformel jeweils das Ziel gewesen, innerhalb der Gewichtsgrößen einen möglichst Hubraum- und PS-starken Motor im Chassis unterzubringen, so führte unter den Bedingungen der neuen Formel der Weg zur Leistungsmaximierung bei limitiertem Hubraum in erster Linie über die Motorendrehzahl. Konsequenterweise schnellte damit die Literleistung, die sich bislang bei etwa 100 PS pro Liter Hubraum eingependelt hatte, mit einem Schlag auf Werte um 150 PS pro Liter empor und teilweise noch darüber. Im Endeffekt reichten die Motorleistungen dabei wieder nahe an die bisherigen Werte heran, sodass in Verbindung mit weiteren technischen Neuerungen in Fahrwerkstechnologie und Aerodynamik die Rennwagen bald die gleichen Geschwindigkeiten und Rundenzeiten erreichten wie vorher.
Bei Daimler-Benz hatte man anhand von Versuchen mit verschiedenen Motorkonfigurationen schnell erkannt, dass der Weg zum Erfolg einzig über den Kompressormotor mit dem erlaubten Hubraummaximum von 3,0 Litern führte. Als optimale Bauform entschied man sich dabei für einen V12-Zylinder-Motor mit Vierventiltechnik, der mit der für damalige Verhältnisse hohen Drehzahl von 8000 Umdrehungen pro Minute bei einer Leistung von ca. 450 PS wieder einmal völlig neue Maßstäbe setzte, was allerdings auch für den exorbitanten Treibstoffverbrauch galt. Als besondere Innovation wurde das als M 154 bezeichnete Aggregat im ansonsten weitgehend vom Vormodell Mercedes-Benz W 125 abgeleiteten Chassis leicht diagonal eingebaut, sodass der Antriebsstrang statt unter dem Fahrersitz hindurch nun seitlich daran vorbei gelegt werden konnte. Damit konnte das gesamte Auto deutlich flacher gehalten werden, wodurch der neue Mercedes-Benz W 154 nicht nur einen niedrigeren Schwerpunkt als sein Vorgänger bekam, sondern vor allem auch eine erhebliche Reduzierung der Stirnfläche und damit letztlich des Luftwiderstands erzielt wurde. 14 Chassis und 19 Motoren wurden im Verlauf der Saison 1938 gefertigt, was sowohl die materiellen Möglichkeiten wie auch die Entschiedenheit verdeutlicht, mit der Daimler-Benz den Grand-Prix-Sport anging.
Bei der Fahrerbesetzung gab es kaum Grund zu größeren Veränderungen. Rudolf Caracciola als amtierender Europameister hatte zusammen mit Manfred von Brauchitsch und Hermann Lang die Saison 1937 souverän dominiert – trotz starker interner Rivalitäten. Vor allem in Lang, der nach seiner Beförderung zum Stammfahrer auf Anhieb den „altgedienten“ Grand-Prix-Piloten ebenbürtig war, sahen beide eine zunehmende Bedrohung für ihre Stellung im Team, zumal Lang auch mit den Fahreigenschaften des neuen W 154 bestens zurechtkam und aus seinen Zeiten als Mechaniker über ein viel besseres technisches Verständnis für das Auto verfügte als die beiden „Herrenfahrer“. Mit Richard Seaman als sogenanntem Juniorfahrer im Team wartete daneben noch ein weiteres großes Talent auf seinen Durchbruch, und so musste lediglich der zweite Junior Christian Kautz nach seinem Wechsel zur Auto Union AG durch Walter Bäumer als Reservefahrer ersetzt werden. mini|hochkant=1.2|Auto Union Typ D beim Oldtimer-Grand-Prix 1979, gefahren von Colin Crabbe Ganz anders war die Situation bei der Auto Union, wo die neue Saison bereits im Vorfeld ganz im Zeichen großer Umbruchstimmung gestanden hatte. Ferdinand Porsche stand als Konstrukteur der unkonventionellen Rennwagen nicht mehr zur Verfügung, weil er sich um Hitlers Volkswagenprojekt kümmerte. Neuer Leiter der Rennabteilung wurde Robert Eberan von Eberhorst, der die von Porsche eingeschlagene Linie konsequent fortsetzte und mit dem Auto Union Typ DDie Typenbezeichnung der Auto-Union-Rennwagen wurde von Fachautoren erst nachträglich zur Unterscheidung der einzelnen Modelle eingeführt. erneut einen Rennwagen mit hinter dem Fahrersitz angeordnetem Motor entwarf. Unter der elegant geschwungenen Karosserie arbeitete jetzt ein kompressorgeladener 3-Liter-V12-Zylinder nach weitgehend ähnlichen Konstruktionsprinzipien wie beim V16-Motor der Vorgängermodelle. Wie die aktuellen Mercedes-Rennwagen hatte auch dieses Auto-Union-Modell eine De-Dion-Hinterachse für eine bessere Straßenlage. Bei der Entwicklung der neuen Autos kam es jedoch zu erheblichen Verzögerungen, auch weil die Mannschaft in der Zwischenzeit durch den Tod von Rosemeyer völlig aus der Bahn geworfen worden war. Luigi Fagioli hatte wegen eines starken Rheumatismus das Rennfahren aufgeben müssen und erst nach dem Zweiten Weltkrieg seine Grand-Prix-Karriere fortsetzen können. Und auch die Verträge mit Achille Varzi, wegen dessen Drogensucht und anderer Eskapaden, sowie Hans Stuck, den man als nicht mehr fit und motiviert genug einschätzte, waren Ende 1937 nicht verlängert worden. So fand sich das Team zu Saisonbeginn ohne Auto und – abgesehen von den Nachwuchs- und Reservepiloten Rudolf Hasse, Hermann Paul Müller, Christian Kautz und Ulrich Bigalke – auch ohne einen Fahrer von internationalem Format wieder.
mini|hochkant=1.2|Letzte Version des Alfa Romeo „Alfetta“ in der Nordkurve des Nürburgrings Auch bei Alfa Romeo gab es zur neuen Saison große Veränderungen. Schon zu Beginn des Vorjahres war die Mehrheitsbeteiligung an der Scuderia Ferrari erworben worden, die bis dahin offiziell die Grand-Prix-Einsätze organisierte. Nach dem enttäuschenden Verlauf der Saison und dem unbefriedigenden, erst zum Schluss eingesetzten Alfa Romeo 12C-37 war der in Modena beheimatete Rennstall vollständig aufgelöst worden. Stattdessen richtete das Mailänder Stammwerk mit Alfa Corse selbst wieder eine eigene Rennabteilung ein, für die Enzo Ferrari jedoch weiterhin als angestellter Rennleiter arbeitete. Der neue Chefkonstrukteur Wilfredo Ricart entwickelte drei verschiedene Grand-Prix-Modelle, wobei als Basis jeweils das Rohrrahmenchassis des gescheiterten Vorjahresmodells verwendet wurde. Da war zunächst der Alfa Romeo Tipo 308 mit einem vom Alfa Romeo Tipo B abgewandelten Reihenachtzylinder, der zunächst eher als Übergangslösung gedacht war, weil der Alfa Romeo Tipo 312 mit einer auf 3 Liter verkleinerten Version des letztjährigen V12-Motors zu Saisonbeginn noch nicht zur Verfügung stand. Parallel dazu arbeitete Gioacchino Colombo als weiterer Konstrukteur bereits seit Sommer 1937 auch an einer verkleinerten Version des Tipo 308 mit 1,5-Liter-Reihenachtzylinder, der sogenannten Alfetta, mit der 1938 angesichts der Dominanz der deutschen Rennwagen auf den Grand-Prix-Strecken parallel auch der Einstieg in die immer populärer werdende Voiturette-Kategorie erfolgen sollte. Da der Motor dieses offiziell als Alfa Romeo Tipo 158 bezeichneten Modells von Anfang an großes Potential aufzeigte, kombinierte Ricart außerdem kurzerhand zwei solche Aggregate durch Kopplung der beiden Kurbelwellen in einem gemeinsamen Gehäuse schließlich zu einem dritten Grand-Prix-Typ, dem Alfa Romeo Tipo 316, der aber erst im Verlauf des Sommers einigermaßen einsatzreif wurde. Diese Typenvielfalt – Ausdruck der Suche nach einem Konzept gegen die Übermacht der deutschen Silberpfeile – führte zu einer solchen Verzettelung der Kräfte, dass letztlich keines der Modelle ein wirklich zufriedenstellendes Entwicklungsprogramm durchlaufen konnte.
Anlass zur Hoffnung gab trotzdem, dass es zunächst gelungen war, Tazio Nuvolari zum Bleiben zu veranlassen, nachdem der italienische Superstar nach dem enttäuschenden Verlauf der Vorsaison beim Großen Preis der Schweiz einen Versuch bei der Auto Union unternommen hatte. Als dann jedoch zum Auftaktrennen beim Großen Preis von Pau sein neuer Tipo 308 im Training Feuer fing, erklärte er umgehend seinen endgültigen Ausstieg bei Alfa Romeo.
Ohne Nuvolari und in Abwesenheit der Auto-Union-Mannschaft schien in Pau ein Mercedes-Sieg sicher. Das Team wollte das Rennen als letzten Test für die bevorstehende Saison nutzen und hatte zwei der neuen W 154 zu ihrem Renndebüt nach Südfrankreich geschickt. Doch zur allgemeinen Verwunderung gelang es Caracciola nicht, René Dreyfus in einem Delahaye Type 145 auf dem verwinkelten Stadtkurs abzuschütteln. Weil der französische Sportwagen mit seinem genügsamen 4,5-Liter-V12-Saugmotor im Gegensatz zum hochgezüchteten Mercedes das Rennen ohne Tankstopp durchstehen konnte, war Dreyfus der Sieg nicht mehr zu nehmen und damit eine der größten Überraschungen im Grand-Prix-Sport perfekt.