Nel 2016 partecipa alla GP3 Series con il team DAMS[2]. Conquista la sua prima vittoria alla guida di una Formula 3 nella sprint race di Hockenheimring davanti a Charles Leclerc. Conquista un'altra vittoria nell'ultima gara della stagione negli Emirati Arabi Uniti, conclude nono in classifica. Dopo aver corso un anno nella F3 europea ritorna nella GP3 Series con il team ART Grand Prix[3]. Conquista la sua terza vittoria al Red Bull Ring in Austria e chiude la stagione ottavo.
Nel 2019 partecipa alla prima stagione della Formula 3 internazionale con il team tedesco HWA Racelab, conquista una vittoria e altri tre podi per finire settimo in classifica finale[4]. L'anno seguente viene confermato dal team[5], conquista altre due vittorie, una davanti a Liam Lawson sul circuito di Barcellona e la seconda a Monza davanti a Théo Pourchaire.
Il 17 di gennaio del 2022 Hughes viene ingaggiato dal team Van Amersfoort Racing per la stagione 2022 di F2[11]. Il britannico alterna buoni risultati con il quarto posto nella Feature Race di Jeddah a risultati molto deludenti. Per colpa del COVID-19 è costretto a saltare i round del Paul Ricard e l'Hungaroring dove viene sostituito da David Beckmann[12]. Dopo la pausa estiva Hughes decide di lasciare il team e viene sostituito per la seconda metà della stagione da Beckmann[13].
Per la stagione nove della serie, nel 2023, Hughes diventa pilota titolare del nuovo team, la Neon McLaren[17]. Il pilota britannico si dimostra competitivo già dalle prime gare, dimostrando ottima velocità soprattutto in qualifica dopo un terzo e secondo posto, ottiene la Pole position nella seconda qualifica dell'E-Prix di Dirʿiyya. Durante la stagione ottiene altri piazzamenti a punti e la sua seconda pole durante l'E-Prix di Monaco. Chiude la stagione con 48 punti al dodicesimo posto in classica.
Visto gli ottimi risultati ottenuti Hughes viene confermato dal team anche per la stagione 2024[18]. Il pilota britannico incomincia bene la stagione ottenendo il settimo posto nel E-Prix di Città del Messico e poi il quarto posto nel E-Prix di Dirʿiyya. A Misano ottiene la Pole position per la seconda gara ma in gara chiude ottavo. Anche nell'E-Prix di Shangai riesce ad ottenere la Pole e in gara chiude secondo dietro António Félix da Costa conquistando il suo primo podio nella serie. A fine stagione chiude quindicesimo in classifica generale[19].
Maserati (2024-presente)
Il 29 luglio 2024 viene annunciato che Hughes si separerà dalla McLaren, lo stesso giorno il pilota britannico ufficializza il passaggio al team Maserati MSG Racing per la stagione 2024-2025. Hughes avrà come compagno di team il campione del mondo della stagione 2021-22, Stoffel Vandoorne[20].
Oltre le corse
Oltre lo sport è co-conduttore del podcast H.Y.M, insieme al pilota ufficiale BMW, Nick Yelloly e al pilota Superbike Alex Murley.