Az első versenyen, a 2009-es Ausztrál Nagydíjon
, Buemi megelőzte Sébastien Bourdais csapattársát, majd nyolcadik helyen végzett a versenyen. Később a hetedik helyre került, miután Lewis Hamiltonet kizárták. A Kínai Nagydíjon újabb pontot szerzett, ezúttal nedvesen, nyolcadik helyen végezve, miután tizediknek indult. A Toro Rosso formájában bekövetkezett szezonközi csúszás után Buemi egy jó hétvégét zárva 7. lett a 2009-es brazil nagydíjon. Ezt egy harmadik, egymás utáni első tízbe jutás követte, és egy újabb pontszámmal végzett az Abu Dhabi-ban megrendezett szezonfinálón. Buemi a tizenhatodik évet fejezte be 6 ponttal, mint a legjobb újonc.