Lokakuussa 2017 Toro Rosso tarjosi Hartleylle ajokorttia Formula 1:ssä Yhdysvaltojen Grand Prix -kilpailussa.
joka pidettiin Austinissa. Hartley korvasi Pierre Gaslyn, joka ei ollut mukana Super Formula -mestaruuden finaalissa. Hartleyn F1-debyyttinä hänestä tuli yhdeksäs Uuden-Seelannin kilpailija.