V sezóně Palmer zůstal u týmu Renault. Jeho novým týmovým kolegou se stal Nico Hülkenberg. Ani v této sezóně nepodával Palmer oslnivé výsledky. Získal pouhých 8 bodů při Grand Prix Singapuru 2017. Dne 7. října 2017 Renault oznámil, že Palmer tým po skončení Grand Prix Japonska opustí. Nahradil jej Carlos Sainz Jr..