Per a la temporada 2017 fitxa com a tercer pilot de la Scuderia Ferrari de Fórmula 1. Durant els "test" de pretemporada al Circuit de Catalunya va haver de pilotar per a Alfa Romeo - Sauber, reemplaçant a Pascal Wehrlein (que va sofrir un accident en la Carrera de Campions). Com Wehrlein no se sentia en forma física per competir en el Gran Premi d'Austràlia a causa de la falta d'entrenament, Giovinazzi el va substituir, debutant en la categoria; va finalitzar 12º en la carrera. Més tard, Sauber va anunciar que Giovinazzi reemplaçaria a Wehrlein també al GP de la Xina. En aquesta carrera va abandonar per un xoc.