In september 2016 werd bekend dat Giovinazzi simulatorwerk ging uitvoeren voor het Formule 1-team Ferrari. In december van dat jaar werd hij bevestigd als derde rijder bij het team. In februari 2017 werd hij uitgeleend aan het team van Sauber, waar hij voorafgaand aan het Formule 1-seizoen in de tests op het Circuit de Barcelona-Catalunya mocht rijden als vervanger van de geblesseerde Pascal Wehrlein. Omdat Wehrlein voor de eerste race in Australië niet fit genoeg was (ten gevolge van een crash bij de Race of Champions in januari) debuteerde Giovinazzi in de Grand Prix van Australië. Ook in de tweede race in China mocht hij invallen, maar vanaf de derde race nam Wehrlein weer plaats in de auto. Wel werd bekend dat Giovinazzi zeven vrije trainingen kreeg bij het team van Haas, beginnend tijdens de Grand Prix van Groot-Brittannië.