विलियम्स, मेकलेरन, ब्राभम और टोलमैन जैसे फॉर्मूला वन टीमों की तरफ सेना काफी आकर्षित हुए और उनका परीक्षण इन चारो टीमों के लिए किया जा चुका था। 1984 सीज़न के लिए विलियम्स और मैकलेरन दोनों के ही पास उनके लिए कोई रिक्त स्थान नहीं था। उनके नाम को ब्राभम की दूसरी सीट के लिए जोड़ा गया था, लेकिन दोहरे विश्व चैंपियन नेल्शन पिकेट ने अपने दोस्त रोबर्टो मोरेनो को वरीयता दी, जबकि खिताबी प्रायोजक परमालट एक इतालवी ड्राइवर चाहता था। उनके पास अपेक्षाकृत एक नई टीम टोलमैन के साथ जुड़ने का ही केवल विकल्प था और उन्हें डेरेक वार्विक के स्थान पर भर्ती किया गया। विनीज़वीलियन जॉनी सेकोटो उनका टीम सदस्य था।

सेना ने अपने कैरियर की शुरुआत रियो डी जनेरियो के ब्राजील ग्रांड प्रिक्स में की। उन्होंने अपना पहला विश्व चैंपियनशिप अंक दक्षिण अफ्रीका ग्रांड प्रिक्स के दूसरे रेस में प्राप्त किया और दो सप्ताह के बाद बेल्जियम ग्रांड प्रिक्स में इस परिणाम को उन्होंने फिर से दोहराया. टायर मुद्दे के साथ मिलकर ईंधन दबाव समस्या ने सैन मैरिनो ग्रांड प्रिक्स में उन्हें अर्हता प्राप्त करने में विफल कर दिया जो उनके करियर में एक ही बार हुआ। सेना का सर्वश्रेष्ठ सीज़न परिणाम मोनाको ग्रांड प्रिक्स में देखा गया, जो कि बारिश के द्वारा काफी प्रभावित था। ग्रिड पर वे 13वें नंबर पर क्वालिफाई हुए, उन्होंने फील्ड पर स्थिर रूप से आगे बढ़ते हुए 19वें लैप में निकी लौडा को पीछे करते हुए दूसरे स्थान पर पहुंचे। उन्होंने जल्दी ही अपने और अग्रणी चालक अलेन प्रोस्ट के अंतर को कम करना शुरू कर दिया, लेकिन प्रोस्ट से वे आगे निकल पाते उससे पहले ही 31वें लैप में बारिश के अधिक तेज होने के चलते सुरक्षा कारणों से रेस को रोक दिया। जिस समय रेस को रोक दिया गया था सेना प्रति लैप 4 सेकेंड में प्रोस्ट के समीप आ रहे थे। अंततः सेना 32वें लैप के दौरान प्रोस्ट से आगे निकल गए जहां लाल झंडा दिखाया गया। हालांकि नियमों के अनुसार, स्थानों की गिनती प्रत्येक ड्राइवर द्वारा पूर्ण किये गए आखिरी लैप के आधार पर होती है, जो कि 31वां लैप था और उसके अनुसार प्रोस्ट अभी भी सबसे आगे थे। जिसके कारण सेना दूसरे स्थान पर रहे और उनके फार्मूला वन का वह पहला पोडियम था।

उसी साल उन्होंने दो और पोडियम पर समापन किया - ब्रिटिश और पुर्तगाल ग्रांड प्रिक्स में तीसरा स्थान - और कुल मिलाकर 13 अंक के साथ ड्राइवर्स चैंपियनशिप में 9वें स्थान पर रहे। टोलमैन के अनुबंध का उल्लंघन करते हुए और उसे सूचित किए बिना ही 1985 के लिए उन्होंने लोटस के साथ हस्ताक्षर किया था जिसके बाद टोलमैन द्वारा सेना को निलंबित कर दिया गया और इसी कारण उन्होंने इतालवी ग्रांड प्रिक्स में भाग नहीं लिया।

सेना ने 1984 में दो उच्च प्रोफ़ाइल गैर फार्मूला वन रेस में भी भाग लिया: ADAC 1000 कि॰मी॰ नुर्बुर्गिंग जहां वे हेनरी पेसकेरेलो और स्टीफन जोहानसन के साथ एक जोस्ट रेसिंग पोर्शी 956 के सह-चालक थे और 8वें पायदान पर समापन किया, साथ ही साथ नुर्बुर्गिंग के उद्घाटन को मनाने के लिए एक प्रदर्शनी रेस में भाग लिया जिसमें कई फार्मूला 1 ड्राइवरों ने भाग लिया था, जिसमें सभी ने समान मर्सिडीज 190E 2.3-16 चलाई. निकी लौडा और कार्लोस रॉयटमैन से सेना जीत गए। रेस के बाद सेना को यह कहते उद्धृत किया गया कि, "अब मुझे पता है कि मैं यह कर सकता हूं."


1985-1987: लोटस
1984: टोलमैन
व्यक्तिगत जीवन
फार्मूला वन करियर