Vuonna 2013 Davison testasi autoa Dale Coyne Racingille Mid-Ohion urheiluautokurssilla. Muutamaa viikkoa myöhemmin ilmoitettiin, että hän ajaisi joukkueen numero 18 -autoa siellä. Se olisi hänen ensimmäinen esiintymisensä avoimissa renkaissa sitten vuoden 2009. Sebastian Bourdaisin kauhistuttavan onnettomuuden jälkeen 2017 Indianapolis 500 -kilpailussa ilmoitettiin, että James astuu numeroon 18 Dale Coyne Racing Honda jäljellä olevalle kaudelle. Kisan myöhäisissä vaiheissa Davison saavutti Tom Snevan vuonna 1980 asettaman ennätyksen ja tuli Indyn historian kolmanneksi kuljettajaksi, joka aloitti 33. ja johti kierroksia kisan aikana, kun hän oli johtanut kaksi kierrosta. Hän joutui myöhäisonnettomuuteen 17 kierrosta jäljellä. Vuotta myöhemmin Davison hädin tuskin pääsi vuoden 2018 Indianapolis 500 -kilpailuun, jolloin hän voitti pitkäaikaisen IndyCar-rivalinsa James Hinchcliffen. Hän pääsi viimeiseksi, kun hän törmäsi Takuma Saton autoon. Davison pääsi taas viimeiseksi vuoden 2020 Indianapolis 500 -kilpailussa.
Mekaanisen vian takia vain kuusi kierrosta.