Nel 2009 Wirth è tornato ad occuparsi di Formula 1, quando la sua Wirth Research ha stipulato un accordo con il neonato team Manor Grand Prix (successivamente acquisito dalla Virgin e rinominato Virgin Racing) per la progettazione e la costruzione di una vettura di Formula 1 per la stagione 2010. La monoposto, la VR-01, è stata realizzata senza il supporto di una galleria del vento, utilizzando solamente simulazioni al computer con la tecnica del CFD; Wirth ha poi assunto l'incarico di direttore tecnico del team. Nella stagione 2010 la vettura si dimostra poco affidabile e di scarse prestazioni, non riuscendo mai a raggiungere la zona punti. In rare occasioni la vettura è riuscita a passare alla seconda fase delle qualificazioni (Malesia e Belgio con Timo Glock). Alla fine della stagione la vettura si trova in ultima posizione nel campionato piloti, con 0 punti, alla pari di Lotus ed HRT, anche loro team debuttanti. Nella stagione 2011 la vettura si mostra più affidabile, ma non ancora competitiva con il resto dei team. Dopo il Gran Premio di Turchia, la Virgin risolve il contratto con la Wirth Research, ingaggiando Pat Symonds come nuovo DT e stipulando, poco prima del Gran Premio di Gran Bretagna, un accordo con la McLaren per usufruire delle strutture di quest'ultima.