Etter å ha vært testfører for Mercedes GP og offisiell Pirelli-dekk tester, fikk Heidfeld muligheten til å kjøre i Formel 1 igjen før Singapores Grand Prix 2010, da han erstattet Pedro de la Rosa i Sauber ut sesongen. I kjørte han for Renault fra sesongstart til og med Ungarns Grand Prix, men ble deretter erstattet av Bruno Senna.