Nonostante i risultati negativi, Kvjat fu confermato in Toro Rosso per il 2017. Dopo un avvio difficile, con pochi piazzamenti a punti, il 26 settembre, in vista del Gran Premio della Malesia, viene retrocesso a terzo pilota, quindi appiedato, per lasciar posto a Pierre Gasly alla guida della Toro Rosso a fianco di Sainz. Il 7 ottobre, ufficializzando il passaggio di Sainz in Renault già per gli ultimi quattro gran premi della stagione, viene annunciato il ritorno di Kvjat come pilota titolare per il Gran Premio degli Stati Uniti, dove giunge decimo; già dall'appuntamento successivo, tuttavia, il russo viene nuovamente sostituito con Brendon Hartley, che nella gara precedente aveva invece preso il posto di Gasly impegnato in Super Formula. Tale sostituzione diventa poi definitiva, in quanto la stessa scuderia ha annunciato il licenziamento del pilota russo, rimasto appiedato per il resto della stagione.