Il devient, à 18 ans, 4 mois et 26 jours, le second plus jeune pilote à prendre le départ d'un Grand prix après Max Verstappen et obtient son premier podium lors du Grand Prix d'Azerbaïdjan 2017, grâce à une troisième place. Il est le plus jeune pilote de Formule 1 à partir en première ligne, à 18 ans, 10 mois et 5 jours au Grand Prix d'Italie 2017. Il est l'unique pilote n'appartenant pas à Mercedes, Ferrari et Red Bull à monter sur un podium au cours de la saison 2017. Après le rachat par son père Lawrence Stroll de l'écurie Force India courant 2018, il rejoint cette dernière devenue Racing Point F1 Team comme pilote titulaire pour les championnats 2019 et 2020, saison où il obtient deux nouveaux podiums. En 2021, l'écurie de son père devient Aston Martin F1 Team et il fait équipe avec Sebastian Vettel.