Di Resta kjørte i 2005 i Formel 3 Euroseries, fremdeles med Manor Motorsport, og avsluttet mesterskapet på tiendeplass. I 2006 gikk han over til laget ASM Formule 3, og vant mesterskapet med fem seire og slo blant annet sin teamkamerat og fremtidig Formel 1-verdensmester Sebastian Vettel. Di Resta vant i 2006 også Formel 3 Masters på Zandvoort.