2012 debütierte Pic in der Formel 1 für Marussia, den Nachfolgerennstall von Virgin. Nachdem das neue Auto, der Marussia MR01 vor der Saison nicht rechtzeitig fertig wurde und nicht getestet werden konnte, wurde er beim Saisonauftakt in Australien auf dem 15. Platz gewertet. Seine beste Platzierung in der Saison erzielte er beim letzten Rennen in Brasilien mit einem zwölften Platz. Er wurde 21. im Gesamtklassement und lag damit eine Position hinter seinem Teamkollegen Timo Glock. Zur Formel-1-Saison 2013 wechselte Pic innerhalb der Formel 1 zu Caterham. Zwei 14. Plätze waren seine besten Ergebnisse. Pic beendete die Saison auf dem 20. Gesamtrang. Damit setzte er sich intern gegen seinen Teamkollegen van der Garde durch.