Decyzja Coswortha o udostępnieniu klientom silników DFV spowodowała zaangażowanie Tyrrella w Formułę 1 z samochodami Matra. Jego zespół, odrębny od Matra Sports, rywalizował jako Matra International. W 1968 ścigali się w nim Stewart i Johnny Servoz-Gavin. Stewart wygrał Grand Prix Holandii, Niemiec i Stanów Zjednoczonych i został wicemistrzem świata. W sezonie 1969 w zespole Matra International ścigali się Stewart i Jean-Pierre Beltoise. Stewart wygrał sześciokrotnie (Południowa Afryka, Hiszpania, Holandia, Francja, Wielka Brytania, Włochy) i został mistrzem świata, a Matra zdobyła mistrzostwo konstruktorów. Nalegania Matry dotyczące używania silników V12 tej firmy w sezonie 1970 spowodowały odejście Tyrrella i zakupienie pojazdów March. W sezonie 1970 Stewart wygrał Marchem jeden wyścig, jednak jego March 701 cechował się wysoką awaryjnością. Tymczasem Ken Tyrrell potajemnie zatrudnił Dereka Gardnera do zaprojektowania własnego samochodu, co urzeczywistniło się wystawieniem w późnej części 1970 roku Tyrrella 001. W 1971 Tyrrell wygrał siedem wyścigów za sprawą Jackiego Stewarta i François Ceverta, zdobywając tytułów wśród kierowców (Stewart) i konstruktorów. W 1972 roku Tyrrell ustąpił Lotusowi, ale rok później Stewart ponownie triumfował w klasyfikacji kierowców.