Vuonna 2012 hänet nimitettiin Sauberin F1-tiimin kilpakuljettajaksi kaudelle 2013. Kauden 2013 avauskilpailussa Gutiérrez ajoi maaliin 13:ksi ollen parhain tulokkaista kilpailussa. Espanjan GP:ssä Gutiérrez johti ensimmäistä kertaa urallaan kilpailua ja ajoi nopeimman kierroksen, mutta sijoittui kuitenkin 11:ksi. Japanin GP:ssä hän saavutti uransa parhaan sijoituksen ajaen maaliin seitsemäntenä ja saavuttaen näin uransa ainoat pisteet. Gutiérrez jatkoi Sauberilla kaudella 2014 jääden koko kautena ilman pisteitä.