2017年からはフォース・インディアを離れ、ルノーからの参戦を発表した。契約年数は2年プラスオプション1年となっている。しかしメルセデスAMGのニコ・ロズベルグが引退を発表した後、ヒュルケンベルグに対しメルセデス側がオファーを出したもの、ルノーに移籍を断られている。
この年もフォース・インディアに残留。モナコGPでは予選5位を獲得し、レース終了直前にニコ・ロズベルグを抜き、6位を獲得するなどの見せ場を作った。オーストリアGPでは予選3位を獲得し、ロズベルグのペナルティにより2番手スタートとなったが、タイヤのマネージメントに苦しみ最後はトラブルでマシンを止めている。最終的にチームはポイントでウィリアムズを上回り、チームは創設以来最高となる4位の座を獲得したが、ペレスがモナコGPとヨーロッパGPで二度の3位表彰台を獲得し、高い評価を得たのに対し、ヒュルケンベルグは最高位4位、ランキングでもペレスに遅れをとり、ペレスより低い評価を受けてしまった。
2015年もフォース・インディアより参戦した。序盤はマシン状態があまり良くなくポイントを獲得できないレースが多かったが中盤戦から入賞するレースが増えた。だが表彰台を獲得するまでには至らずシーズンのランキングは10位となった。また、表彰台を獲得したペレスにもランキングで敗れた。
2014年、前半に安定して入賞を続けた。序盤3戦が終わった時点ではドライバーズポイントでロズベルグ、ハミルトンに続くランキング3位、コンストラクターズランキングでもメルセデスに続く2位につけた。リタイヤが比較的多かったウィリアムズ、マクラーレンを出し抜きメルセデスPU勢で2番目につくものの、後半は失速。ドライバーズポイントはチームメイトのセルジオ・ペレスを上回ったが最高位はペレスの3位表彰台が上だった。
フェリペ・マッサの後釜としてフェラーリのドライバー候補になったものの、最終的にキミ・ライコネンがシートを得た。次にロータスと契約間近といわれながら、チームと投資家との交渉が難航して交渉が進展しない状況が続いた。最終的にはフォース・インディアに戻ることになった 。
2013年シーズンにはフェラーリへの移籍話なども挙がっていたが、最終的にザウバーから参戦した。ザウバーは前年の好調から一転して、前半戦はマシンの不調により成績が低迷。また、チームの財政難によって給料未払いが発生するなど、移籍の決断が正しかったのか問われる状況になった。しかし成績に関しては後半戦は安定して上位に進出出来るようになり、イタリアGPは予選3位、韓国GPでは決勝4位という成績を残すなどコンスタントに上位進出を果たした。ただしチームの資金不足は深刻なままであり、前年のフォースインディアに続いて所属チームが資金難となってしまった。
2011年シーズンに所属するチームとして、フォース・インディアやフェラーリなどが噂になった。また、ウェバーがヴァージンから接触があったことを明らかにした。最終的に、フォース・インディアにリザーブドライバーとして加入し、シーズンを通して金曜フリー走行1回目に出走した（ベルギーGPはフリー走行2回目に出走。モナコ、シンガポール、韓国、インド、アブダビの各GPでは出走無し）。またこの年はF3時代からマネージャーだったウィリー・ウェーバーとの契約を終了し、今後は自身でマネジメントを行うことになった。2012年シーズンはエイドリアン・スーティルがチームから離脱し、レギュラードライバーに昇格した 。開幕戦オーストラリアGPでQ3に進出し、速さが健在であることをアピールするもののシーズン序盤はややパフォーマンスが伸び悩む。母国であるドイツGPでは予選4番手につける活躍をみせると、次第に頭角を現しベルギーGPでは4位に入り自己最高位で完走。後半戦には安定して上位に進出するようになる。最終戦ブラジルGPでは、2年前にポールポジションを獲得した思い出の舞台で好走。難しい路面コンディションに翻弄されるドライバー達の中で、ドライタイヤで走り続けることを選択すると、ジェンソン・バトンと共に争いながら3位以下のドライバーを一時は40秒近くも引き離す。SC導入によりリードを失ってしまうものの、レース再開後も高いレーススキルを発揮しトップを快走した。しかしレース終盤に濡れた路面に足を掬われルイス・ハミルトンと接触、リタイアに追い込んでしまい、ドライブスルーペナルティを受けたことで優勝争いから脱落。最終的に5位でチェッカーを受けた。だがこの結果もあって、ランキングはディ・レスタを上回る11位を記録した。
伊豆大島では1970年の台風被害で「都立大島公園」内にある動物園の柵が壊れ、逃げ出した十数頭が天敵のない島全域で野生化したとされている。1973年8月には動物園に近い都道で轢死したメスの個体が発見され、妊娠していたとの記録がある。東京都では2007年度から駆除を開始した。2010年度の調査から個体数が約3,250頭と推計されたため、2012年度より毎年1,000頭のペースで捕獲し、5年後をめどに根絶する計画が立てられた。2014年度までほぼ計画どおりに捕獲が進められたが、農作物被害や市街地での目撃情報は増加の一途をたどった。これにより都が調査方法に誤りがあったとして、基礎データを増やし2014年度中に個体数を再調査したところ、島民の人口8,300人を上回る11,000頭と推計された。計算上では駆除しても毎年15%の割合で増え続けているとみられ、従来のペースの2倍から3倍ほど捕獲しても増加を食い止めるのがやっとであり、都は大幅な防除計画の見直しを迫られている。同島では特産品のアシタバを主とした農業被害が深刻さを増し、2014年度の被害総額は380万円に上っている。2017年時点では13,000頭程度へ増加していると推定され、絶滅危惧種である植物キンランへの食害や自動車との交通事故も発生している。このため東京都は2017年5月にキョン対策を本格化させると発表。地元と協力してキョン捕獲チームを結成し、チーム名を公募した結果、2017年10月26日に「キョンとるず」と決定したことを発表した。