Dès les premiers Grands Prix de la saison 2017, son nouvel équipier Hülkenberg prend rapidement la mesure du pilote britannique et devient le leader de l'équipe, inscrivant régulièrement des points et devançant Palmer à chaque séance qualificative. Après le Grand Prix d'Italie, alors qu'Hülkenberg a déjà inscrit trente-quatre points, le compteur de Palmer est toujours vierge. Ce dernier parvient à inscrire ses premiers points de la saison au Grand Prix suivant, à Singapour, en terminant sixième, sa meilleure performance en Formule 1, mais cela est trop tard pour sauver sa place chez Renault en 2018, car le , il a été annoncé que Carlos Sainz Jr. le remplacera. Il ne termine pas dans les points des deux Grands Prix suivants et subit toujours la loi de Hülkenberg, n'étant toujours pas parvenu à le devancer en qualifications après seize Grands Prix.