Il a été signé en tant que pilote d'essai pour l'équipe Renault Formula One pour la saison 2007 et a été promu au sein de l'équipe de course pour 2008, avant d'être abandonné à mi-parcours de la saison 2009.
Au cours de la saison 2007, il a été le pilote officiel de test et de réserve pour l'équipe Renault Formula One. Pour la saison 2008, Piquet est promu au sein de l'équipe Renault.