Den 22. august rapporterte Eddie Jordan at Senna skulle erstatte Nick Heidfeld for resten av løpene i 2011-sesongen. Den 24. august ble dette bekreftet av Renault. I det første løpet, Belgias Grand Prix, gjennomførte Senna en meget god kvalifisering og fikk syvende startposisjon. I løpet hadde han imidlertid et sammenstøt med Jaime Alguersuari i første sving, som han senere også fikk en gjennomkjøringsstraff for, og han avsluttet løpet på 13.-plass.