Po tym, jak w czerwcu Antonio został przyjęty do programu rozwoju młodych kierowców Red Bulla, kosztem Brytyjczyka Lewisa Williamsona, zajął jego miejsce w zespole Arden Caterham, w Formule Renault 3.5. Po średnio udanych startach w Niemczech oraz Rosji, podczas których uzyskał kilka punktów, Portugalczyk zdobył solidne punkty na torze Silverstone, gdzie w drugim wyścigu dojechał na drugiej lokacie. W ostatnich trzech rundach Antonio był zdecydowanie najskuteczniejszym zawodnikiem, triumfując w czterech z sześciu wyścigów. Sezon zakończył dwoma zwycięstwami na torze w Katalonii, dzięki czemu zmagania zakończył na bardzo wysokiej 4. pozycji, pomimo braku udziału w pierwszych pięciu wyścigach. Znakomita jazda da Costy sprawiła, że został zaproszony przez zespół Red Bulla w F1 na testy dla młodych kierowców w Abu Dhabi.