Vice-champion du monde de GP2 séries en 2006 (5 victoires et 6 poles), champion de F3 britannique en 2004 et champion de F3 sud-américaine en 2002. Pilote essayeur de Formule 1 chez Renault en 2007, il est devenu titulaire lors de la saison 2008 à côté de Fernando Alonso (1 podium décroché en 28 Grands Prix pour 19 points marqués). Il a une nouvelle fois signé avec Renault pour la saison 2009. En août 2009, il fut remercié faute de pas avoir marqué le moindre de point en dix courses. Il a été remplacé par le pilote français Romain Grosjean . Peu après, il a été l'un des protagonistes du licenciement de l'Italien Flavio Briatore, le tout-puissant patron de Renault, après avoir avoué qu'il avait délibérément projeté sa voiture contre un mur lors du Grand Prix de Singapour en 2008 (favorisant ainsi la victoire de son co-équipier Fernando Alonso ). En avril 2015, il remporte son premier succès en Formule E lors de la 6eme manche du championnat, 35 ans après la première victoire de son père en F1 sur le même circuit de Long Beach aux Etats-Unis. Il devient d'ailleur le premier champion du monde de cette catégorie en 2015. Il est le fils du triple champion du monde de F1, Nelson Piquet .