Gasly conserve son volant pour la saison 2020, alors que l'équipe est rebaptisée AlphaTauri ; lors du Grand Prix d'Italie, il remporte la première victoire de sa carrière et devient le treizième pilote français, et le plus jeune, à s'imposer en Formule 1, vingt-quatre ans après Olivier Panis à Monaco en 1996. Il est reconduit chez AlphaTauri pour la saison 2021, où à Bakou, il obtient son troisième podium.