Para la temporada 2017 ficha como tercer piloto de Scuderia Ferrari en Fórmula 1. Durante los "test" de pretemporada en Barcelona tuvo que pilotar para Sauber, reemplazando a Pascal Wehrlein (que sufrió un accidente en la Carrera de Campeones). Como Wehrlein no se sentía en forma física para competir en el Gran Premio de Australia debido a la falta de entrenamiento, Giovinazzi lo sustituyó, debutando en la categoría; finalizó 12.º en la carrera. Más tarde, Sauber anunció que Giovinazzi reemplazaría a Wehrlein también en . En dicha carrera abandonó por un choque.