Täytä seuraava lause: Hartley teki Formula 1: n debyyttinsä Toro Rosson kanssa
Vuoden 2017 Yhdysvaltojen Grand Prix, korvaa Pierre Gaslyn, joka oli poissa osallistumaan Japanin Super Formula -mestaruuden viimeiseen kierrokseen; hän kilpaili numero 39: n kanssa. Hän sijoittui 17. sijalle, kun hänet eliminoitiin ensimmäisessä kvalifikatiossa, mutta hän aloitti 19. sijasta moottorin seuraamusten vuoksi. Hän pääsi kilpailuun 13. sijalla, yhden kierroksen jälkeen voittajasta Lewis Hamiltonista. Lokakuun 26. päivänä vahvistettiin, että Hartley pysyy Toro Rosson kuljettajana lopun kauden Daniil Kvyatin tilalle, ja hän valitsi 28 (saman numeron, jota Will Stevens käytti aiemmin vuonna 2015) pysyväksi kilpailunumerokseen.