Lucas di Grassi 2005-től a Renault alkalmazásában állt, mint tesztpilóta. 2008-ban ő volt az istálló harmadik számú pilótája. Év végén a Hondánál is tesztelt, a montmelói aszfaltcsíkon mindössze 5 tizeddel maradt el a csapat versenypilótájától, Jenson Buttontól. Riválisa, Bruno Senna ugyanakkor előtte végzett, így a következő évben még a Renault kötelékében maradt. Az Európai Nagydíjat követően újra tartalékversenyzővé lépett elő, az F1-ben debütáló Romain Grosjean helyét foglalta el, de lehetőséget nem kapott.
A korábbi kölcsönösen gyümölcsöző kapcsolat a Manor Grand Prix F1-es szerepvállalásával a hőn áhított versenypilótai szerződésben kamatozódott. Egy évre írt alá a Virgin Racing néven induló újonc alakulatnál, Timo Glock oldalán vág neki a 2010-es szezonnak.