Untuk musim 2011 Trulli mencoba berbuat lebih baik lagi bersama Lotus yang kali ini bermesin Renault. Sayangnya tim Lotus masih kesulitan mengembangkan diri dengan sumberdaya yang ada. Trulli sendiri kerap kali merasakan frustrasi terlebih masalah utama yang ia sering hadapi di musim 2011 adalah masalah setir mobil yang kurang tangguh dan kerap kali oversteer atau understeer dengan sendirinya. Posisi Trulli sempat digantikan oleh Karun Chandhok untuk satu kali lomba di Jerman. Pada GP Italia, tim Lotus mengumumkan Trulli akan tetap membalap bersama mereka pada musim 2012. Di musim 2012 tim Lotus kembali berganti nama menjadi Team Caterham, tetapi posisi Trulli sebagai pembalap ternyata tidak pasti seiring berkembangnya rumor yangt menyatakan bahwa ia akan digantikan Vitaly Petrov yang membawa uang besar dan didukung Bernie Ecclestone. Akhirnya pada 17 Februari 2012, bos tim Caterham Tony Fernandes mengumumkan penggantian Jarno Trulli oleh pembalap Rusia Vitaly Petrov.