Менеджмент гонщика, оценив итоги сезона, считает эту ступень карьеры пройденной и в ноябре устраивает Пика сначала на тесты команды Marussia Virgin F1, а затем договариваясь о контракте второго пилота этого коллектива Формулы-1. Машина-2012 оказалась немногим быстрее своих предшественниц: по ходу всего сезона и Шарль и его партнёр Тимо Глок показывали одни из худших времён среди всего пелотона, но к концу года им удалось максимально сократить отставание от своего ближайшего конкурента в чемпионате — пилотов Caterham F1 и до последней гонки бороться с ними за десятое место в кубке конструкторов. На Гран-при Бразилии Пик в прямой борьбе уступил Виталию Петрову в гонке и проиграл для команды место в Top10 и дополнительные призовые. Впрочем, на его месте в списке боевых пилотов чемпионата это не повлияло — незадолго до старта гонки было объявлено о его переходе в сезоне-2013 во всё тот же Caterham F1. Год в малайзийской команде не принёс особых достижений — дважды по ходу сезона добравшись до четырнадцатого места в гонке, Шарль стал вторым лучшим пилотом из числа тех, кто не смог набрать очки.