Di Grand Prix Singapura, Grosjean mendapat tempat ke-19 pada pusingan selepas mengalami masalah brek. Masalah brek tersebut kembali semula semasa perlumbaan dan memaksanya untuk bersara selepas pusingan ketiga. Di Grand Prix Jepun, Grosjean bermula dari tempat ke-18. Beliau telah dinaikkan kedudukan ke tempat ke-17 kerana Timo Glock tidak dapat memulakan perlumbaan. Beliau gagal membuat sebarang kemajuan dalam perlumbaan, dan menamatkan perlumbaan di tempat ke-16. Di Grand Prix Brazil, Grosjean mengalami kemalangan pada sesi latihan bebas, namun beliau tidak mengalami sebarang kecederaan. Beliau bermula dari tempat ke-13 selepas keretanya dibaiki. Beliau mendapat tempat ke-13 di perlumbaan tersebut dan mendapat keputusan terbaiknya musim ini. Pada perlumbaan terakhir musim 2009, Grosjean bermula dari tempat ke-19, dan menamatkan perlumbaan tersebut di tempat ke-18, dan sekali lagi mengadu tentang masalah brek semasa perlumbaan. Beliau berkata bahawa beliau telah "belajar banyak tahun ini, terutama dengan rakan sepasukan Fernando". Pada 31 Januari 2010, Renault mengesahkan bahawa Vitaly Petrov akan menjadi pemandu kedua Renault, bersama Robert Kubica untuk musim 2010, dan meninggalkan Grosjean tanpa pasukan untuk berlumba bagi tahun 2010. Walau bagaimanapun pada bulan September 2010, ia telah disahkan oleh pengeluar tayar Pirelli bahawa Grosjean akan melengkapkan ujian bagi mereka, yang dijangka untuk kembali ke F1 untuk membekalkan tayar kepada pasukan yang bertanding pada tahun 2011. Grosjean menggantikan Nick Heidfeld, yang meninggalkan tugas ujiannya untuk berlumba untuk pasukan Sauber.