La espectacular trayectoria deportiva de Phil Read llevó a participar en el Campeonato del Mundo a lo largo de 16 temporadas entre las décadas de 1960 y 1970, venciendo en 52 Grandes Premios y logrando siete títulos mundiales en lucha con algunos de las mayores figuras de este deporte, como Giacomo Agostini, Mike Hailwood o Barry Sheene.
Debutó en los GGPP en 1961, participando en algunas carreras a lo largo del año en las categorías de 125, 350 y 500cc y logrando la victoria en el TT de la Isla de Man en 350cc al manillar de una Norton.
En 1964 ya había ganado su primer campeonato del mundo –el primero de Yamaha-, al hacerse con el título en 250cc después de sumar cinco victorias. Al año siguiente retuvo el título ganando siete de las nueve carreras de 250cc, siendo segundo en las otras dos.
Al manillar de una nueva Yamaha de cuatro cilindros y 250cc en 1966, Read perdió el título a favor de Mike Hailwood y Honda. Aunque Read ejerci entre 1978 y 1980nsecutivos en 500ccel Mundo en 1976t al año siguiente dos. N orton icanatos ria ser uno de los protagonistasó una enorme presión sobre su compatriota, Hailwood se hizo con el título de nuevo en 1967.
Sin embargo, en 1968 volvió a proclamarse campeón del mundo; en realidad lo hizo por partida doble ya que ganó el título de 125 y nuevamente el de 250cc, aunque rodeado éste último de una gran controversia. Después de haber ganado el campeonato en el «octavo de litro», también se impondría en la lucha por el de 250cc a su compañero de equipo Bill Ivy en el último GP de la temporada; una maniobra que no sentó nada bien entre los responsables de Yamaha.
A partir de ese punto Read no volvió a recibir apoyo oficial de Yamaha y sólo haría algunas apariciones esporádicas durante los dos años siguientes, en un momento en el que se producía la retirada en la práctica de los fabricantes japoneses del Campeonato del Mundo. Sin embargo, Read regresaría en 1971 para volver a ganar el título de 250cc.
En 1972 tuvo la oportunidad de pilotar la MV Agusta de 350cc y al año siguiente la marca italiana puso en sus manos una 500cc. El británico correspondió esa confianza ganando de forma consecutiva el título mundial de 500cc en 1973 y 1974, siendo subcampeón por detrás de Agostini y Yamaha en 1975.
Read se retiró de las competiciones del Campeonato del Mundo en 1976.