Pada bulan Disember 2012, Nikolai Fomenko, pengarah kejuruteraan Marussia F1, mengumumkan bahawa Chilton akan berlumba untuk mereka pada tahun 2013. Marussia mengesahkan berita tersebut pada hari berikutnya. Chilton memulakan perlumbaan pertamanya di Australia di tempat ke-20, dan menamatkan perlumbaan di tempat ke-17.