Liuzzi erhielt für die Saison 2011 schließlich einen Vertrag bei HRT, wo er zunächst Teamkollege von Narain Karthikeyan und später von Daniel Ricciardo war. Beim ersten Rennwochenende in Australien scheiterte er an der 107-Prozent-Regel. Beim Großen Preis von Kanada erzielte er mit einem 13. Platz sein bestes Saisonplatzierung. In Indien wurde er einmalig durch Karthikeyan ersetzt. Am Saisonende belegte er den 23. Platz in der Meisterschaft. 2012 verlor Liuzzi sein Einsatzcockpit bei HRT und blieb als Testfahrer bei dem Rennstall.