Nel 2012 venne ufficializzato il suo ingaggio in Caterham come pilota di riserva. Il 1º febbraio 2013 viene reso noto il passaggio del pilota olandese in Formula 1 come pilota ufficiale per la stagione 2013 al volante della Caterham. Nella prima parte della stagione, nonostante qualche exploit in qualifica (a Montecarlo superò la Q1 portando la sua Caterham quindicesima in griglia) non riuscì a reggere il confronto con il suo compagno di scuderia Charles Pic. Dal Gran Premio d'Ungheria in poi migliorò costantemente le sue prestazioni, giungendo 14º proprio a Budapest (miglior risultato ottenuto in gara) e in Belgio ottenne il 14º posto nelle qualifiche in condizioni di bagnato, non riuscendo tuttavia a confermare l'ottima piazza in gara, giungendo infatti 16º. Nelle successive corse, sia in qualifica che in gara, risultò spesso veloce quanto Pic e più delle due Marussia, con cui la Caterham si disputò il 10º posto del mondiale costruttori.