A következő évben az arab Formula–4-es bajnokságban versenyzett, ahol tizenöt dobogós helyezést gyűjtve az összetett pontverseny 2. helyén zárt.[2] 2017-ben a brit Formula–4-bajnokságban állt rajthoz a Carlin Motorsport színeiben.[1] A szezon során két futamot nyert meg, összesen tíz alkalommal állhatott dobogóra, a bajnokságot pedig a 3. helyen zárta.[3]
2018-ban a francia R-ace GP csapat versenyzőjeként a Formula Renault Európa-kupában állt rajthoz.[4]
Formula–3
Egy évvel később lehetőséget kapott az újjáalakult FIA Formula–3 bajnokságban is.[5] Ritkán ért csak be pontszerző helyen, összetettben a 19. lett, csupán 5 pontot szerezve. A korosztály egyik legjelentősebb versenyén, a makaói nagydíjon viszont harmadikként ért célba.[6]
2020-ban az egyik legerősebb gárda, a Prema Racing csapatához szerződve indul továbbra is a bajnokságban.[7] A második brit hétvége főfutamán pole-pozícióból indulva első versenygyőzelmét aratta.[8] A forduló után átvette a vezetést a bajnokságban csapattársától, Oscar Piastritól.[9] Augustus 14-én a spanyol hétvégén ismét megfutotta a leggyorsabb kört a kvalifikáció során, amellyel sorozatban harmadik rajtelsőségét szerezte.[10] A főversenyen végül a harmadik, a sprintversenyen pedig az ötödik lett. Az olaszországi Monzában a főversenyen megpördült és egészen a huszonhatodik pozícióig csúszott vissza, a bajnokságban pedig elveszítette az összetett vezetést.[11] A kaotikus sprintfutamon egészen a negyedik helyig zárkózott fel, majd miközben csapattársát, Frederik Vestit előzte összeértek, majd defektet kapott és ismét nem szerzett pontot.[12] Az évadzáró mugellói aszfaltcsíkon, a sprintfutamra pontegyenlőség alakult ki közte és Piastri között, mindketten 160 ponttal álltak az idény legutolsó versenye előtt. A rajtnál a sűrű középmezőnyben balesetbe keveredett, majd a sóderágyba csúszott, amivel feladni kényszerült bajnoki reményeit.[13] Mivel Théo Porchaire a harmadik lett, még ő is megelőzte a végelszámolásban. Végül 160 pontjával bronzérmet szerzett az összetettben.
2021 februárjában bejelentette, hogy anyagi gondok és szponzorok hiányában nem tud finanszírozni ülést az FIA Formula–2 bajnokságban.[14][15] 2021. április 2-án a cseh Charouz Racing System nevezte a 2021-es idény előtti tesztekre.[16] Május 4-én hivatalosan is bejelentették, hogy teljes a teljes szezonban az istálló versenyzője lesz.[17] A szezonnyitó hétvége három versenyéből, kettőt is a pontszerzők között zárt. Ausztriában, az első sprintfutamon eredetileg a 3. helyen intették le,[18] azonban utólag a 15. helyre rangsorolták vissza, ugyanis megbüntették a pályahatárok többszöri átlépése miatt.[19] A második versenyen ütközött a holland Tijmen van der Helmmel és kiesett.[20] Magyarországon az 1. versenyen eredetileg 4.-ként futott be, de a győztes, Lorenzo Colombo utólagos hátrasorolása után a végeredményben a 3. lett.[21] Hollandiában, Zandvoortban a hétvégenyitó futamon a 2. pozícióban ért be, ahonnan indult.[22] Szeptember 24-én, a pénteki napra, elővigyázatosságból átszervezett[23] idényzáró első futamát Szocsiban a 2. helyről kezdte meg. A pálya második kanyarjában kifékezte az élről induló Victor Martinst, amivel átvette a vezetést és a legutolsó körökben a mögötte haladó, Dennis Hauger támadásait is kivédekezve megnyerte a versenyt, ezzel pedig a Charouz legelső F3-as győzelmét aratta.[24][25] A bajnoki tabellán 7. lett a 102 pontjával, a cseh gárda legeredményesebb versenyzőjeként.[26]
Sportautózás
2021. május 13-án kiderült, hogy a Racing Team Turkey színeiben részt vesz az európai Le Mans-széria osztrák versenyén.[27] Augusztus 19-én rajthoz állt a Michelin Le Mans-kupa Road to Le Mans első versenyén a #8-as rajtszámú Iron Lynx Ferrarijával, Rory Penttinen csapattársaként, akivel megnyerte a GT3-as kategóriát.[28] A második futamon a 2. pozícióban intették le őket.[29] A győzelem miatt indulási joghoz segítette az Iron Lynx gárdáját a 2022-es Le Mans-i 24 órás versenyre.
2021. október 22-én a Williams bejelentette, hogy hossztávú szerződést kötött a versenyzővel és felvették a versenyzői akadémiára.[34][35] December 9-én az istálló nevezte a 2021-es abu-dzabi nagydíj utáni fiatalok tesztjére, ahol először vezethette a FW43B kódjelű autót.[36][37]
2023 és 2024 augusztusa között a Williams csapatnál versenyzett kevés sikerrel, egyetlen alkalommal szerzett pontot csupán, még 2023-as debütáló évében Austinban rendezett Amerikai Nagydíjon lett tizedik. Idén júliusban adta hírül a Williams istálló, hogy 2025-tőlCarlos Sainz lesz Alexander Albon csapattársa.[38]
2024. augusztus 27-én a Williams hivatalos közleményben jelentette be, hogy a gyenge teljesítménye miatt menesztik Sargeantet.[39]