2011 gingen Alguersuari und Buemi abermals für Toro Rosso an den Start. Nach sechs punktelosen Rennen folgten bei den Großen Preisen von Kanada und Europa mit zwei achten Plätzen seine ersten Punkte. Beim Großen Preis von Italien erzielte er mit einem siebten Platz seine beste Platzierung in der Formel 1, die er beim Großen Preis von Korea wiederholte. Teamintern setzte er sich mit 26 zu 15 Punkten gegen Buemi durch und verbesserte sich auf den 14. Platz in der Weltmeisterschaft. Nach der Saison entschied sich Toro Rosso dazu, das Fahrerduo zur kommenden Saison auszutauschen. Aus Loyalität zu seinem langjährigen Förderer Red Bull hatte Alguersuari zuvor Verhandlungen mit anderen Rennställen abgelehnt.