Etter å ha konkurrert i forskjellige Formel Renault-mesterskap i 2007 og 2008 gikk han i 2009 til Formel 3 Euroseries, hvor han kjørte for det regjerende mesterlaget ART Grand Prix. Bottas kom på tredjeplass i mesterskapet, og hadde to ganger første startposisjon i løpet av sesongen. I juni 2009 vant han Formel 3 Masters, og da han i juni 2010 vant samme løpet igjen ble han den første til å vinne Masters to ganger.