A partire dalla stagione 2003 divenne collaudatore per la McLaren e, nel 2005, sostituì l'infortunato Juan Pablo Montoya durante il Gran Premio del Bahrain, ottenendo un quinto posto e facendo segnare il suo primo giro veloce. Nuovamente per sostituire Montoya passato nella serie americana NASCAR, disputò la seconda metà della stagione 2006, ottenendo il miglior risultato in carriera; un 2º posto in un Gran Premio d'Ungheria condizionato da un acquazzone iniziale. Con l'arrivo in McLaren del campione del mondo Fernando Alonso e del vincitore della GP2 Lewis Hamilton, de la Rosa venne nuovamente confermato come collaudatore e riserva per la stagione 2007. Nel 2008 lo spagnolo fu eletto chairman della Grand Prix Drivers' Association, sostituendo Ralf Schumacher. Ancora terzo pilota della McLaren nel 2009, disputò tutti i test prima dell'inizio del campionato. Successivamente fu presente in tutti i gran premi guidando la vettura nel venerdì di prove libere e nei test d'assetto.