16. nóvember 2017 var Hartley staðfestur af Toro Rosso sem fulltíma ökumaður ásamt Pierre Gasly fyrir tímabilið. Hartley skoraði stig á Azerbaijan Grand Prix með tíunda, þýska Grand Prix með tíunda aftur og United States Grand Prix
Hann endađi í níunda sæti. Hann endaði tímabilið í nítjánda sæti, fjórum stöðum og 25 stigum á eftir liðsfélaga sínum, þó með tveimur fleiri ekki lokið.