Après des débuts difficiles, des améliorations apparaissent dès le Grand Prix de France à Magny-Cours et permettent à la monoplace de réaliser une fin de saison honorable. La STR3 a récolté un total de 33 points dans la saison. Au Grand Prix de Belgique, les deux Toro Rosso terminent pour la première fois toutes deux dans les points (Vettel et Bourdais ). Au Grand Prix d'Italie, Sebastian Vettel et Sébastien Bourdais réalisent leurs meilleures qualifications de l'année : Bourdais se qualifie pour la première fois de sa carrière en seconde ligne (quatrième) tandis que Vettel remporte le premier Grand Prix de l'histoire de l'écurie (après une quarantaine de tours en tête) disputé sous la pluie après avoir signé la pole la veille. À 21 ans, il devient le plus jeune poleman et le plus jeune vainqueur de l'histoire de la Formule 1.