El poleman de McLaren mostró una compostura extrema en unas condiciones de prueba con lluvia intermitente, una serie de accidentes y el coche de seguridad repetidamente requerido en Albert Park.
Se las arregló para sobreponerse a todo y mantener a raya al campeón mundial de Red Bull Max Verstappen, liderando de principio a fin para tomar la bandera a cuadros por menos de un segundo.
"Nos equivocamos mucho el año pasado, así que supongo que hemos aprendido de nuestros errores", dijo el británico después de poner un marcador para la temporada de 24 carreras. "Perdimos en Silverstone y Canadá en condiciones similares.
"Lidiar con la presión, lidiar con Max, con Oscar(Piastri) detrás de mí. Estuve presionando todo el tiempo", añadió.
"Podía relajarme por dentro, pero no me relajaba de lo mucho que estaba empujando".
El año pasado, tanto en Silverstone como en Canadá, McLaren cometió errores en los tiempos de parada en boxes y en la elección de neumáticos.
Norris controló las primeras etapas de la carrera en Melbourne desde su compañero de equipo McLaren Piastri y Verstappen en una pista empapada.
Pero a medida que los accidentes se acumulaban, provocando múltiples intervenciones del coche de seguridad, Norris se vio obligado a reiniciar repetidamente.
Cuando el coche de seguridad se retiró por última vez, se produjo un sprint de siete vueltas hasta el final, en el que Norris fue atacado por Verstappen, que se acercó a la zona de DRS.
Pero Norris tuvo lo suficiente para conseguir una merecida victoria.
"Una carrera difícil, pero tengo que dar las gracias a McLaren porque me han dado un coche brillante", dijo Norris.
"Ha sido increíble, una carrera de primera, especialmente con Max detrás de mí. He estado presionando, especialmente en las dos últimas vueltas, ha sido un poco estresante, no voy a mentir.
"Condiciones complicadas, pero las hay que son agradables y acabamos arriba, así que estoy contento".