Alors qu'il occupe la huitième place du championnat "WSR" avec un podium à son actif, il est appelé en Formule 1 par la Scuderia Toro Rosso pour assurer le remplacement de Sébastien Bourdais, licencié le 20 juillet à l'issue du Grand Prix d'Allemagne. Jaime Alguersuari débute à l'occasion du Grand Prix de Hongrie. Qualifié à la dix-neuvième place sur la grille, il se classe quinzième devant son coéquipier Sébastien Buemi et devient, à 19 ans et 125 jours, le plus jeune pilote à prendre le départ d'un Grand Prix. Il se qualifie à la même position au Grand Prix d'Europe à Valence et termine seizième tandis que Buemi abandonne. En Belgique, il est impliqué dans le carambolage du premier tour et doit renoncer. Il abandonne également en Italie sur un souci de boîte de vitesses. La fiabilité de ses freins le trahit à Singapour. Au Grand Prix du Japon, disputé à Suzuka, il abandonne pour la quatrième fois consécutive, victime d'un accident à une dizaine de tours de l'arrivée. Il termine quatorzième au Brésil et se fait remarquer à Abou Dabi en confondant son stand avec celui de Red Bull puis abandonne ensuite sur un souci de boîte de vitesses.