La Scuderia Ferrari débute la saison 2001 en tant que favorite. La saison précédente, le team de Maranello a décroché les deux titres. Elle a donc confirmé en bloc pilotes et techniciens. Le règlement n'introduisant pas de changements significatifs est une indication supplémentaire qui laisse entendre que Ferrari sera une fois de plus la référence en Formule 1. La F2001 tient compte des modifications exigées par la FIA, dont celle imposant une hauteur de dix centimètres entre le sol et l'aileron avant pour limiter la charge aérodynamique. Pour le reste, Ferrari reprend les concepts gagnants de la voiture de l'an 2000, en tirant parti de certaines solutions complémentaires qui permettent de créer une voiture encore plus légère, avec plus de liberté pour la distribution du lest.
Michael Schumacher domine les deux premières courses, en Australie et en Malaisie, tandis qu'au Brésil, la McLaren de David Coulthard triomphe. Il sera cette saison le seul véritable adversaire du ferrariste. Le Britannique a fait de la régularité sa force, tandis que Michael doit battre en retraite à Imola. Vainqueur en Espagne, l'Allemand s'adjuge le Grand Prix d'Europe du Nürburgring. Au cours de la saison, il se retrouve souvent à affronter son jeune frère Ralf qui est devenu entre-temps l'un des meilleurs pilotes de la catégorie. Il court sous les couleurs de Williams aux côtés d'un autre personnage qui s'engagera dans de grands duels avec Schumacher : le Colombien Juan Pablo Montoya.
Le ferrariste prend une longueur d'avance décisive en France, quand il s'impose de nouveau face à la troisième place de Coulthard. À ce moment-là, Michael compte 31 points d'avance sur son adversaire, l'équivalent de plus trois courses. Les résultats au classement Constructeurs sont plus que prometteurs. Grâce à Barrichello, qui ne gagne pas de courses mais monte souvent sur le podium, Ferrari compte 108 points contre les 56 de McLaren.
Le 19 août, de nombreux spectateurs en vacances sont branchés sur les chaînes de télé diffusant le Grand Prix. Pourtant, le Grand Prix de Hongrie peut déjà marquer la fin des deux championnats. Schumacher domine les qualifications en battant le record du circuit détenu depuis 1993 par Alain Prost. Il devance Coulthard de 801 millièmes et Barrichello de 894 millièmes. Tous les autres sont à plus d'une seconde. Michael prend le commandement de la course pendant 71 tours sur 77. Il ne passe le relais à son coéquipier et à son rival McLaren qu'au moment des arrêts aux stands. La bataille la plus captivante est celle pour la deuxième place. Barrichello tire son épingle du jeu sur la ligne d'arrivée avec une deuxième place qui offrira mathématiquement à Ferrari les titres Pilotes et Constructeurs.
Schumacher remporte son deuxième Championnat du monde avec Ferrari et talonne Prost, quadruple champion du monde. L’Allemand rejoint aussi le Français dans le classement des victoires avec 51 succès. Les cinq titres de Juan Manuel Fangio, la star absolue des années 50, sont désormais dans la ligne de mire de Michael.
La saison n'est pas encore finie : on assiste à une course surréaliste à Monza. Le monde du sport automobile est doublement en état de choc : le 11 septembre, des attaques sont perpétrées contre les Tours jumelles du World Trade Center à New York et à Washington, tandis que la veille du Grand Prix, au Lausitzring, Alessandro Zanardi, ami de nombreuses personnes dans le paddock, est victime d'un terrible accident : il est dans le coma, entre la vie et la mort. Nombreux sont les pilotes qui demandent à ne pas courir le dimanche, d'autant plus que les titres sont déjà attribués, mais la FOM oblige tout le monde à se mettre en piste.
Ferrari retire tous les logos des sponsors de la voiture et des uniformes et peint en noir le nez des deux F2001 en signe de deuil. Les Team Principal de Benetton, BAR et Arrows, quant à eux, rejettent la proposition de Schumacher : il demandait d'accélérer qu'au premier tour seulement après la deuxième chicane, se souvenant de l'accident qui l'année précédente, exactement dans la chicane de Roggia, avait coûté la vie à Paolo Gislimberti, pompier de la CEA. La course se déroule sans incident particulier : Montoya remporte sa première victoire avec Williams devant Barrichello. Cependant personne n'a le cœur à la fête.