In der FIA-Langstrecken-Weltmeisterschaft 2017 blieb Hartley bei Porsche. Earl Bamber löste Webber ab, während Bernhard sein Teamkollege blieb. Die drei Fahrer gewannen das 24-Stunden-Rennen von Le Mans. Zudem gab Hartley für die Scuderia Toro Rosso sein Grand-Prix-Debüt in der Formel-1-Weltmeisterschaft und startete beim Großen Preis der USA. Er vertrat bei dem Rennen Pierre Gasly, der an diesem Wochenende beim Saisonfinale der japanischen Super Formula antrat, weil er dort noch Titelchancen hatte, wo das Rennen aufgrund des Wetters allerdings nach dem Qualifying abgesagt und nicht nachgeholt wurde. Nach seinem ersten Formel-1-Rennen wurde bekannt gegeben, dass Hartley auch die restlichen Rennen der Saison fahren sollte. Diesmal anstelle von Daniil Kwjat und an der Seite von Rückkehrer Pierre Gasly.