Zurück in der Formel 1 bekam Brundle über die Zwischenstation Brabham auch aufgrund seiner Sportwagen-Erfolge zur Saison 1992 ein Cockpit beim späteren Weltmeisterteam Benetton, wo er Teamkollege von Michael Schumacher wurde. Es wurde Brundles erfolgreichste Formel-1-Saison: Insgesamt stand er fünfmal auf dem Podest und errang beim Großen Preis von Italien in Monza als Zweiter hinter seinem früheren Gegner Ayrton Senna sein bestes Einzelergebnis. Trotz der Erfolge stand Brundle klar im Schatten des späteren Rekordweltmeisters Schumacher, der mit einem Sieg Dritter der Weltmeisterschaft wurde, während Brundle den sechsten Platz in der Fahrerwertung belegte. Brundles Vertrag wurde von Benetton-Teamchef Flavio Briatore daraufhin nicht verlängert.