Piquet startet karrieren i Formel 1 som testfører for Renault F1 i 2007, og han ble forfremmet til fører foran 2008-sesongen, hvor han ble lagkamerat med Fernando Alonso, som vendte tilbake etter én sesong for McLaren. I løpet av sesongen tok han poeng i fem løp, hvorav én av dem var en pallplassering. Denne var en 2.-plass som han tok under Tysklands Grand Prix bak Lewis Hamilton, og foran landsmann Felipe Massa.