Piquet tävlade i GP2 säsongerna och . Han slutade tvåa efter Lewis Hamilton i mästerskapet 2006. 2007 blev han Renault-stallets reservförare, och till 2008 års säsong fick han andraförarsitsen bredvid stallets stora stjärna Fernando Alonso. Piquet tog sin första pallplats i F1 då han kom tvåa i Tyskland 2008 efter att ha startat från den sjuttonde rutan. Han slutade tolva i förar-VM, men kunde som väntat inte matcha sin betydligt mer erfarna stallkamrat.