En julio de 2013, Sirotkin se unió al equipo de Fórmula Uno de Sauber, con el objetivo de participar en las sesiones del viernes en 2013 con el fin de hacer su debut en la carrera y un asiento completo para la temporada. Permaneció en su papel como piloto de pruebas en 2014. Sirotkin participó en pruebas que tuvieron lugar en Bahréin el 8 de abril, donde completó 75 vueltas y recorrió una distancia de más de 300 kilómetros, registrando el octavo tiempo más rápido. Este resultado permitió a Sirotkin obtener una Superlicencia. Sirotkin hizo su debut en el fin de semana de carrera en los entrenamientos libres en el Gran Premio de Rusia 2014
donde registró el 17o tiempo más rápido, unos cuatro décimas de segundo más lento que su compañero de equipo más experimentado Adrian Sutil. Sirotkin no pudo asegurar un contrato con Sauber para 2015 porque el equipo cambió completamente su estructura y seleccionó pilotos con buena financiación.