Senna begynte sin motorsportskarriere i gokart, og tok steget til formelbilracing i 1981. I 1983 vant han det britiske Formel 3-mesterskapet. Han debuterte i Formel 1 for Toleman i 1984, før han året etter gikk til Lotus og vant sitt første løp i Portugals Grand Prix. I 1988 gikk han over fra Lotus til McLaren, hvor han ble teamkollega med regjerende verdensmester Alain Prost. Sammen vant de 15 av 16 Grand Prix-løp det året, og Senna tok sitt første verdensmesterskap. Prost sikret seg mesterskapet i 1989, og Senna vant deretter sitt andre og tredje mesterskap i 1990 og 1991. I 1992 begynte Williams å dominere Formel 1, men i 1993 klarte Senna likevel å vinne fem løp og ta andreplassen i mesterskapet, og sikret seg også et sete i Williams for 1994.
Senna har ofte, både av motorsporteksperter og Formel 1-førere, blitt vurdert som den beste og mest innflytelsesrike Formel 1-føreren gjennom tidene i en rekke avstemninger og rangeringer.[12][13][14][15] Han ble bemerket for sin kvalifiseringshastighet over en enkelt runde, og hadde rekorden for flest pole position fra 1989 til 2006. Han var også anerkjent for sine prestasjoner på vått føre, som i Monaco i 1984, på Estoril i 1985, og på Donington Park i 1993. Han vant Monacos Grand Prix seks ganger, en rekord som fremdeles står. Senna var kontroversiell gjennom hele sin karriere, spesielt for sin turbulente rivalisering med Alain Prost. I Japans Grand Prix i 1989 og 1990 var det kollisjoner mellom Senna og Prost som avgjorde hvem som vant løpet, og begge løpene var bestemmende for førermesterskapet det året.
Imola 1994
Etter å ha fått en dårlig start på 1994-sesongen, hvor den nye stjernen Michael Schumacher hadde vunnet sesongens to første løp, håpet Senna å finne tilbake til vinnerformen i San Marinos Grand Prix på Imola-banen. I syvende runde av løpet mistet Senna kontrollen over bilen i over 300 km/t i Tamburello-svingen, og krasjet inn i en betongmur i 218 km/t. Livet sto ikke til å redde, og han ble erklært død på sykehuset i Bologna.
Etter Sennas død erklærte myndighetene tre dagers landesorg i Brasil. Om lag tre millioner mennesker gikk ut i gatene for å hedre Senna. Alain Prost, Damon Hill, Emerson Fittipaldi og Rubens Barrichello var blant bårebærerne.[trenger referanse] En av de viktigste motorveiene i Rio de Janeiro ble oppkalt etter ham; «Avenida Ayrton Senna». Han er begravet på Cemitério do Morumbi i hjembyen São Paulo.
Hendelsene på Imola-banen førte til at FIA satte større fokus på sikkerhet. I tillegg til at F1-sirkuset mistet sin kanskje største stjerne denne dagen, hadde også den unge østerrikeren Roland Ratzenberger omkommet under kvalifiseringen dagen før. Etter Ayrton Sennas dødsfall skulle det gå over 20 år før neste gang en ulykke under et Formel 1-løp fikk dødelig utgang, da Jules Bianchi døde etter skader han pådro seg i Japans Grand Prix 2014.[16]
Etter hans død ble det kjent at Senna brukte flere millioner av sin egen formue på fattige barn i Brasil.[17] Like før sin død la han også grunnlaget for en organisasjon for utvikling og utdanning av fattige barn, som senere ble Instituto Ayrton Senna.[18] Han var også en troende katolikk.[19]
Etterforskning
Den 13. april 2007 avga Italias høyesterett en dom (nummer 15050) der det blant annet sto at «det er fastslått at ulykken var forårsaket av svikt i rattstammen. Denne svikten var forårsaket av dårlig utførte modifikasjoner på rattstammen. Ansvaret for dette ligger hos Patrick Head».[trenger referanse] Head ble imidlertid ikke arrestert fordi den italienske foreldelsesfristen for forsettlig drap var 7 år og 6 måneder, og dommen ble avsagt 13 år etter ulykken
I tiltalen var det lagt vekt på at bilens rattstamme hadde brukket der modifikasjonene hadde blitt gjort. Påtalemyndigheten hevdet at rattstammen hadde sviktet og forårsaket kollisjonen. Williams-teamet innrømmet denne feilen, men de mente at svikten skjedde på grunn av kollisjonen, og ikke før kollisjonen. I forkant av San Marinos Grand Prix hadde Senna angivelig bedt teamet sitt om å endre rattstammen for å gi ham mer plass i sittebrønnen (cockpit). Patrick Head og Adrian Newey valgte derfor å modifisere styrestammen ved å sveise på en ekstra del. Modifikasjonen ble utført på den måten fordi de ikke hadde nok tid til å lage en helt ny stamme før løpsstart.
I boken sin innrømmer Adrian Newey at "uansett om rattstammen forårsaket ulykken eller ikke, er det ingen tvil om at det var et dårlig design som aldri burde fått lov til å havne på bilen."
Flere etterforskere har gjennomført analyser av onboard-videoen som sporet rattets bevegelser til Sennas Williams under løpet. Den gule knappen på Sennas ratt roterte i en fast bue i de foregående VM-rundene, og hele Imola-helgen. De siste sekundene før ulykken bevegde denne gule knappen seg flere centimeter utenfor sin normale bane, noe som kan indikere en brutt rattstamme.