Karena harus memakai biaya sendiri agar bisa balapan, Mansell memulai kariernya di ajang karting pada usia yang terbilang sudah dewasa untuk ukuran pembalap gokart, yaitu 15 tahun.
Setelah sukses di ajang gokart, Mansell lalu pindah ke ajang Formula Ford dan pada tahun 1976 dan berhasil memenangkan 6 dari 9 balapan di ajang tersebut. Dia juga berhasil membawa harum nama negaranya setelah menjadi juara Formula Ford Internasional tahun 1977. Dia sempat mengalami cedera leher parah setelah kecelakaan. Sempat divonis tidak bisa balapan lagi, Mansell bersikeras untuk melakukan apa saja agar bisa kembali ke F3 termasuk menjual barang-barang pribadinya sebagai modal.
Karena dekat dengan Colin Chapman yang tak lain adalah bos Lotus, Mansell ditunjuk sebagai pembalap uji coba di tim Lotus untuk kompetisi F1. Dia berhasil membuat Chapman terkesan dengan catatan waktu tercepat di Silverstone awal 1979. Lotus lalu memberinya kesempatan kepadanya untuk turun sebagai pembalap utama di pertengahan musim 1980.
Dalam debutnya di F1 Grand Prix Austria 1980, dia kebocoran bahan bakar di kokpit dan membuatnya mengalami luka bakar tingkat pertama dan kedua di bagian bokongnya.
Di balapan selanjutnya, Mansell gagal finis dan kemudian setelah gagal kualifikasi di Italia. Chapman meminta Mansell untuk menyerahkan mobilnya pada Mario Andretti sampai akhir musim.
Namun, Mansel akhirnya berhasil bertahan selama 4 tahun bersama tim Lotus. Dari 59 balapan, dia berhasil finis 24 kali. Hasil terbaiknya adalah di musim 1981 ketika dia podium ketiga saat GP Belgia.
Pada tahun 1984, Mansell berhasil finis di Top 10 klasemen akhir. Sebelumnya di Monak Mansell mengejutkan banyak pihak setelah menyalip Alain Prost dalam lomba yang basah. Sayangnya, dia gagal finis lantaran menyenggol tembok pembatas dan kembali mengalami kecelakaan.
Di pertengahan musim, manajer tim yakni Peter Warr mengumumkan bahwa dia akan mengontrak bintang muda Ayrton Senna untuk musim 1985 dan tak memperpanjang Mansell. Hal itu membuatnya langsung pindah haluan setelah mendapatkan tawaran untuk bermain di tim Williams di musim 1985.