Anche nella stagione 2006 le difficoltà di adattamento si sommarono alla scarsa competitività della McLaren, e per Montoya il miglior risultato fu un secondo posto al Gran Premio di Monaco. Con l'arrivo annunciato con largo anticipo di Fernando Alonso alla McLaren e l'emergere di una nuova generazione di piloti cresciuti nella GP2, lo spazio per continuare a correre in F1 sembrò limitato e il 10 luglio giunse l'annuncio del suo trasferimento a partire dal 2007 nella serie americana NASCAR con il nuovo "team" di Chip Ganassi già suo manager ai tempi della CART. Vista la situazione, la McLaren e Montoya hanno concordato l'uscita anticipata a metà stagione del pilota colombiano, sostituito dal collaudatore Pedro de la Rosa.