На следующий день после последней гонки сезона GP3 было объявлено, что Леклер и ещё один гонщик молодёжной программы «Ferrari» Антонио Фуоко в сезоне 2017 года станут боевыми пилотами команды «Prema Racing» в «Формуле-2». В субботней гонке дебютного этапа в Бахрейне Леклер завоевал поул-позицию и финишировал на третьем месте, а воскресный спринт выиграл. Затем успешно провёл гоночные уик-енды на трассах «Барселона-Каталунья», «Баку», «Ред Булл Ринг», «Сильверстоун», «Херес» и «Яс Марина». Десять подиумов, из которых семь — первые места, и 282 набранных очка принесли Леклеру уверенную победу в личном зачёте.