Debut Kovalainen di arena Formula 1 secara resmi dimulai di GP Australia 2007. Ia menemani Giancarlo Fisichella, dan menggantikan kursi panas Fernando Alonso yang hengkang ke McLaren. Di awal musim, baik Kovy maupun Fisi sama-sama kesulitan berkembang dengan mobil Renault yang kurang mumpuni. Sehingga perhatian media saat itu tercurah pada pembalap rookie Inggris, Lewis Hamilton. Bos Flavio Briatore sempat kesal dengan penampilan Kovy yang biasa saja, dan ia berharap Kovy bisa menunjukan potensi tersembunyinya di balapan selanjutnya. Kritikan Briatore membuat Kovy bangkit. Poin perdana Kovy di ajang F1 dicetaknya saat balapan kedua di Malaysia, di mana ia berhasil finish kedelapan. Sampai paruh pertama musim 2007, penampilan Kovy dan Renault terbilang biasa saja. Posisi finish terbaiknya ia cetak di GP Kanada saat finish keempat. Namun saat balapan di Perancis ia harus puas finish di P15. Sebuah keajaiban datang kemudian di GP Jepang di sirkuit Fuji pada tanggal 30 September 2007. Saat itu Kovy mampu finish podium tempat kedua, setelah dengan susah payah mengalahkan rekan senegaranya, Kimi Raikkonen, dan beberapa pembalap lain terlibat kecelakaan dalam balapan yang diiringi hujan deras tersebut. Dengan finishnya Heikki dan Kimi di podium, berarti Finlandia mencetak sejarah baru, di mana sebelumnya belum pernah ada dua pembalap Finlandia berdiri di atas podium sepanjang sejarah F1 dari tahun 1950. Di akhir musim Heikki berada di P7 klasemen dengan 30 poin dan mencatat rekor sama dengan Tiago Monteiro yang mampu finish 16 kali dari 17 lomba dalam satu musim.