V sezóně 2006 se stal Kubica oficiálním testovacím a třetím jezdcem u týmu BMW Sauber. V pátečních trénincích a soukromých testech dosahoval velmi dobrých výsledků. Podle slov Maria Theissena, manažera BMW Sauber, který prohlásil, že by se Robert mohl stát prvním Polákem ve Formuli 1 v sezóně 2007. V srpnu 2006 si Jacques Villeneuve, dosavadní jezdec BMW Sauber, stěžoval na silné bolesti hlavy po havárii během Velké ceny Německa. Villeneuve chtěl sice závodit, tým mu to ale nepovolil a pro Velkou cenu Maďarska ho nahradil Robert Kubica. V kvalifikaci dosáhl na deváté místo a porazil tak týmového kolegu Nicka Heidfelda. V závodě dojel Kubica sedmý, avšak byl po závodě diskvalifikován za příliš malou váhu vozu. Villeneuve z týmu BMW Sauber odešel a Kubica u týmu zůstal do konce sezóny.