Diumumkan pada 2013 bahwa Vergne akan berkendara lagi untuk Toro Rosso bersama rookie, Daniil Kvyat berusia 19 tahun, yang menggantikan Ricciardo di tim. Vergne lolos dengan baik di pembukaan musim di Australia di tempat keenam mengalahkan juara Kimi Räikkönen, Sebastian Vettel dan Jenson Button dan dia menyelesaikan balapan tepat di depan rekan setimnya di urutan ke-9, namun setelah Daniel Ricciardo didiskualifikasi, dia naik ke posisi 8. Di Malaysia ia menyelesaikan kualifikasi ke-9 tetapi tidak menyelesaikan balapan setelah mendapatkan start yang buruk dan bertabrakan dengan Marussia dan Caterham sementara rekan setim rookie, Daniil Kvyat finis di urutan ke-10. Vergne kemudian mundur lagi pada balapan berikutnya di Bahrain. Pada China, Vergne menyelesaikan kualifikasi di urutan ke-9, sementara Kvyat menyelesaikan kualifikasi di urutan ke-13 dalam kondisi basah. Vergne sekali lagi memiliki awal yang buruk dan finis di posisi ke-12, sementara Kvyat kembali mencetak gol di tempat ke-10.