Aroma kehebatan Bourdais kembali tercium pada tahun 2007, kali ini oleh Scuderia Toro Rosso yang memberikannya kesempatan testing. Tanggal 10 Agustus 2007 diumumkan oleh STR bahwa mereka akan memakai jasa Sebastien Bourdais untuk musim 2008 untuk menggantikan posisi Vitantonio Liuzzi, dan akan bertandem bersama jagoan muda Jerman, Sebastian Vettel. Tanggal 16 Maret 2008 secara resmi akhirnya Bourdais bisa turun balapan di F1 di GP Australia. Ia kemudian meraih poin pertamanya di Australia walaupun hanya mampu menempuh jarak balapan 90% (pembalap lain banyak yang tersingkir akibat kecelakaan, dan hanya delapan pembalap yang bisa masuk garis finish). Empat jam setelah balapan usai, Bourdais dinyatakan naik ke P7 dan mendapatkan dua poin setelah Rubens Barrichello di-DQ oleh pengawas lomba akibat keluar pit saat lampu merah masih menyala.