Nel luglio 2013, Sirotkin viene arruolato dalla Sauber in Formula 1, con l'obiettivo di fargli partecipare alle prove libere del venerdì in un Gran Premio e in previsione di un posto in squadra nella stagione 2014. Nonostante le iniziali intenzioni, non partecipa mai ad un gran premio, prendendo parte alle sole prove libere del Gran Premio di Russia 2014. Torna al volante di una monoposto di Formula 1 nel 2016, quando guida la Renault RS16 durante le prime prove libere del Gran Premio russo e del Gran Premio del Brasile. Nel 2017 partecipa a diverse sessioni di prove libere, sempre con la Renault.