Montoyas karriere i Formel 1 strakte sig over 6 sæsoner, fra 2001 til 2006, hvor han nåede at køre 95 Grand Prix'er. Som en sjældenhed i Formel 1 kom han direkte ind i et af de store teams, nemlig Williams, og skiftede senere til McLaren i 2005. Han står noteret for syv Grand Prix-sejre, hvoraf den første kom i det Italiens Grand Prix på Monza i debutsæsonen 2001.
Efter USA's Grand Prix i 2006, annoncerede han i en offentlig pressekonference fra USA, at han havde underskrevet en kontrakt til at køre i NASCAR fra 2007.
