2010年12月21日，维珍车队确定丹布罗西奥将会为车队出战2011年世界一级方程式锦标赛。在为车队效力的13场比赛中，他一共完成了11场正赛。其中，他在马来西亚站因电子故障退赛，在意大利站因变速箱故障退赛。他的个人最佳成绩是14名，在澳大利亚站和加拿大站取得。在自己的主场比利时站，他以第17名完赛，击败了队友提摩·格洛克。