Trulli já estreia na nova equipe logo após sua saída da Renault, não disputando apenas o GP da China, e corre o GP do Japão e do Brasil de 2004 não conseguindo pontuar. Em 2005 a equipe Toyota constrói um carro competitivo, e ele faz 43 pontos, dois pódios (GP da Malásia e no GP do Barém) e a primeira pole da equipe na F1. Mas nos anos seguintes os carros deixaram a desejar e Trulli faz 15 pontos em 2006, tendo como melhor resultado um quarto lugar, e 8 pontos em 2007 e como melhor posição um sexto lugar. Para 2008 foi confirmado para disputar sua quarta temporada pela equipe, junto com Timo Glock. O Melhor resultado da época de 2008 aconteceu em Magny-Cours, na França, em que ficou no 3º lugar.