1978-ban a Tyrrell színeiben jelent meg a Formula–1-ben, és már az első szezonjában jó eredményeket ért el. Egy Alpine-Renault-val megnyerte a Le Mans-i 24 órás autóversenyt. 1980-ban leszerződtette a Ligier, új csapatában megelőzte csapattársát, Jacques Laffite-et. Itt aratta első Formula–1-es győzelmét, a belga nagydíjon, majd a brit nagydíjon, is csak a balszerencse miatt nem nyert. 1981-ben Gilles Villeneuve-höz csatlakozott a Ferrarinál, de pályafutása során először nem tudott jó kapcsolatot kialakítani csapattársával. Egész évben mindössze egy negyedik helyet tudott szerezni, miközben csapattársa két futamon is a dobogó legmagasabb fokára állhatott. 1982-ben az San Marinó-i nagydíjon a csapat vezetőinek utasítása ellenére az utolsó pillanatban megelőzte Villeneuve-öt. Miután a következő versenyen, a belga nagydíjon csapattársa halálos balesetet szenvedett, Pironi előtt megnyílt az út a világbajnoki cím felé. Megnyerte a holland nagydíjat, és biztosan vezette a pontversenyt.