Vergne comezou a súa carreira no karting en 2001, e tres anos máis tarde converteuse en subcampión no Campionato de Francia de Rotax Max. En 2005, terminou como subcampión no Campionato de Europa clase ICA, por detrás de James Calado,[1] o punto culminante da súa carreira no karting lógrouno ao ano seguinte cando terminou sétimo no primeiro KF1Campionato do Mundo de KF1, celebrado en Angerville cerca París.[2]
Na seguinte tempada o 2008, Vergne competiu tanto na Eurocup Formula Renault 2.0 como na Formula Renault 2.0 West European Cup competindo co equipo SG Formula. Terminou sexto na clasificación da Eurocopa, puntuando en nove das catorce carreiras, incluíndo un podio na última carreira da tempada en Barcelona.[4] Na West European Cup, ocupou o cuarto lugar no campionato, logarndo tres podios.[5]
En ambas series, foi o mellor piloto novato, e, ademais, tamén gañou o título francés de Fórmula Renault 2.0, que foi outorgado á mellor piloto francés na clasificación da Formula Renault 2.0 West European Cup.[6]
Na tempada 2009 da Fórmula Renault, Vergne seguiu nos dous campionatos co equipo "SG Formula". Terminou segundo detrás do piloto españolAlbert Costa na Eurocup, e tamén terminou segundo detrás de Costa no WEC.
Fórmula Tres
Na tempada 2010 Vergne pasou ao Campionato británico de Fórmula Tres, pilotando para o equipo varias veces campión Carlin.[7] Acadou 12 vitorias nas primeiras 24 carreiras, incluíndo tres vitorias de tres en Spa-Francorchamps. Isto foi suficiente para darlle o título a seis carreiras do fin da tempada. Foi o terceiro ano consecutivo que un piloto de Red Bull Junior Team gañaba o título con Carlin, despois de Jaime Alguersuari en 2008 e Daniel Ricciardo en 2009.[8]
GP3 Series
En maio de 2010, Vergne fichou por Tech 1 Racing para disputar a apertura da GP3 Series en Barcelona.[9] Foi substituído polo seu compatriota Jim Pla para a seguinte carreira en Turquía por coincidir coas datas da carreira da Fórmula Tres Británica en Hockenheim, pero regresou ao equipo para a seguinte carreira en Valencia.[10] Con todo, a principios de xullo anunciouse que Daniel Juncadella tomaría o asento de Vergne no equipo polo resto da tempada.[11]
Formula Renault 3.5 Series
Vergne na Fórmula Renault 3.5 Series no Circuíto de Spa-Francorchamps en 2011
O 14 de decembro de 2011, confirmouse oficialmente que se Vergne correra para Toro Rosso na tempada de Fórmula Un de 2012. Xunto ao seu compañeiro membro de Red Bull Junior Team, Daniel Ricciardo.
