Za kierownicą Chevroleta Camaro został mistrzem serii Trans-Am w 1968 i 1969 roku. W 1968 wygrał 10 z 13 wyścigów co aż do 1997 roku było niepobitym rekordem. Kolejny tytuł mistrzowski dołożył w 1971 roku za kierownicą AMC Javelin.
Indianapolis 500 W 1969 roku Penske i Donohue pierwszy raz wystartowali w wyścigu Indianapolis 500, w którym Donohue zajął 7. miejsce, zdobywając jednocześnie tytuł najlepszego nowicjusza. W kolejnych latach systematycznie startował w słynnym wyścigu wygrywając go ostatecznie w 1972 roku. Było to jednocześnie pierwsze z wielu zwycięstw na tym torze dla zespołu Penske Racing.
NASCAR W 1973 roku Donohue próbował szczęścia w serii NASCAR. Jadąc samochodem AMC Matador wygrał inaugurujący sezon 500-milowy wyścig drogowy w Riverside. Także to zwycięstwo było pierwszym w tej serii dla zespołu Penske Racing.
Formuła 1 thumb|250px|Penske PC1 którym Mark Donohue ścigał się w 1975 roku W 1971 roku wystartował w swoim pierwszym wyścigu Formuły 1 – Grand Prix Kanady, od razu zajmując w nim trzecie miejsce.