Au Grand Prix du Brésil, Kobayashi occupe toujours le baquet de Glock qui n'est toujours pas rétabli. Pour sa première séance de qualification en Formule 1, disputée dans des conditions climatiques dantesques, le Japonais se qualifie à la treizième place. Sa course est animée puisqu'il accroche son compatriote Kazuki Nakajima qui finit sa course dans le mur, dépasse la Ferrari de Giancarlo Fisichella et se fait remarquer en défendant ardemment sa position face au futur champion du monde Jenson Button. Ce dernier déclare après la course que Kobayashi est . Le Japonais termine neuvième de l'épreuve et enchaîne avec une sixième place au Grand Prix d'Abou Dabi devant son coéquipier Jarno Trulli, ce qui lui permet, avec trois points, d'être classé dix-huitième du championnat du monde. L'annonce du retrait de Toyota F1 Team, trois jours après la fin de la saison, obscurcit néanmoins l'avenir du jeune pilote en Formule 1.