2011 absolvierte Ricciardo seine zweite Saison in der Formel Renault 3.5 für ISR. Wegen Terminüberschneidungen wurde Ricciardo beim Saisonauftakt und -finale der Formel Renault 3.5 durch Lewis Williamson vertreten. Ricciardo entschied das Rennen in Monte Carlo für sich und stand insgesamt sechs Mal auf dem Podium. Er schloss die Saison auf dem fünften Meisterschaftsplatz ab. Darüber hinaus übernahm Ricciardo 2011 zunächst erneut die Testfahrerposition bei Red Bull und Toro Rosso. Bei Toro Rosso trat er bei den ersten acht Großen Preisen in dieser Funktion am ersten freien Training an. Ab dem Großen Preis von Großbritannien übernahm er das HRT-Cockpit von Narain Karthikeyan und debütierte in der Formel 1. Am Saisonende lag er auf dem 27. Platz der Fahrerweltmeisterschaft. Gegen seinen Teamkollegen Vitantonio Liuzzi gewann er das interne Rennduell mit 6:3.