De Vries inizia a guidare un kart (regalatogli dal padre Henrik Jan, ex pilota) a soli quattro anni, dopo le prime gare locali in Olanda esordisce, nel 2008, tra i piloti del circus del karting internazionale: alla sua seconda gara, nella prima prova della WSK Euro Series a Muro Leccese, De Vries taglia il traguardo per primo e, dopo una trionfale stagione conquista l'alloro della WSK Euro Series nella categoria KF3. Al suo primo anno vince anche il prestigioso campionato tedesco DKM.
Nel 2009 De Vries vince ancora i titoli nel campionato tedesco e nella WSK Euro Series, così come il prestigioso campionato europeo CIK-FIA KF3. Grazie ai suoi piazzamenti, viene messo sotto contratto dalla McLaren nel gennaio 2010 e Anthony Hamilton (padre di Lewis) diventa il suo manager (rapporto che durò fino al 2012).
Nel settembre 2010 l'olandese vince il Campionato del mondo CIK-FIA, successo bissato anche nel novembre del 2011 con la vittoria nel Gran Premio del Giappone a Suzuka.
Dall'esordio nelle categorie internazionali nel 2008 fino all'approdo nelle auto a fine 2011, De Vries ha corso esclusivamente con telai Zanardi e motori IAME-Parilla, supportato dal team Chiesa Corse di Dino Chiesa (talent scout che ha seguito, tra gli altri, anche Nico Rosberg e Lewis Hamilton).
Formula Renault
All'inizio del 2012 l'olandese esordisce nelle corse automobilistiche correndo nella Formula Renault 2.0 in due campionati: Formula Renault 2.0 Northern European Cup e il prestigioso Eurocup Formula Renault 2.0. Già dai primi test, pur essendo un esordiente, De Vries dimostra di essere tra i più veloci del gruppo e nella prima gara del week end è secondo al traguardo; nella sua prima stagione in auto conquista, in Olanda, la sua prima vittoria.
Nel 2013 prosegue il suo percorso nella Formula Renault 2.0: l'impegno sarà in alcune gare della serie Alps e in tutto il campionato dell'Eurocup Formula Renault 2.0. Al via della sua seconda stagione in monoposto l'olandese cambia team, passando dal francese R-ace GP (nel frattempo rinominato ART Junior Team) al finlandese - ma con base a Barcellona, in Spagna - Koiranen GP, con cui in passato hanno corso, tra gli altri, i due piloti di Formula 1 Daniil Kvjat e Valtteri Bottas.
Nella stagione 2014 continua a correre nell'Eurocup e nella serie Alps vincendo entrambi i campionati. Nella stagione 2015 partecipa alla Formula Renault 3.5 Series con il team francese DAMS, arrivando 3º in campionato (primo tra i rookie della categoria), e ottenendo una vittoria sul circuito di Jerez.
Nella stagione 2017 partecipa al nuovo Campionato FIA di Formula 2 (ex GP2 Series). Per i primi 7 appuntamenti corre con la Rapax[2] ottenendo la vittoria nella gara sprint di Monaco e 4 podi. Dal round di Spa-Francorchamps cambia squadra passando al team spagnolo Racing Engineering[3] andando subito a podio nella gara sprint, arrivando secondo dietro a Sérgio Sette Câmara. Termina il campionato al settimo posto in classifica generale.
Nella stagione 2018 prosegue nella categoria passando al team italiano Prema Racing[4], vincitore degli ultimi due titoli piloti della categoria. Conquista la sua prima vittoria stagionale nella Sprint race sul Circuito Paul Ricard in Francia, arrivando davanti a Louis Delétraz. La seconda vittoria arriva nella Feature Race del Hungaroring battendo il britannico Lando Norris. Partito in pole potions De Vries vince anche la Feature Race di Spa-Francorchamps. Il pilota olandese chiude la stagione al quarto posto in campionato con tre vittorie, sei podi e due pole position.
De Vries nel 2019 con L'ART GP
Nel 2019, non più supportato dalla McLaren, affronta la sua terza stagione nella categoria con il team ART Grand Prix[5], in coppia con Nikita Mazepin futuro pilota di Formula 1. La stagione per l'olandese non inizia bene, per vincere il titolo deve recuperare su Nicholas Latifi che ha vinto tre delle prime cinque gare. La prima vittoria arriva solo nel terzo round a Barcellona davanti a Luca Ghiotto, si ripete vincendo anche la Feature Race di Monte Carlo, gara dominata della partenza in pole alla fine arrivando davanti al nipponico Nobuharu Matsushita. La terza vittoria stagionale arriva nella Feature Race del Paul Ricard. In Ungheria conquista un'altra pole, ma in gara viene superato da Latifi che vince la gara. De Vries conquista la pole position anche in Belgio ma le gare vengono cancellate dopo due giri a causa del incidente mortale di Anthoine Hubert[6]. Dopo aver conquistato due podi a Monza il pilota olandese si laurea campione nella categoria vincendo la prima gara di Soči[7]. Nyck De Vries conclude la stagione con un netto vantaggio di più di 50 punti sugli inseguitori Nicholas Latifi e Sérgio Sette Câmara, vincendo il campionato.
Nel settembre del 2019 la Mercedes-Benz EQ Formula E Team annuncia Nyck De Vries e Stoffel Vandoorne come suoi piloti per il Campionato di Formula E 2019-2020[8].
Esordisce nel E-Prix di Dirʿiyya dove in gara 1 conclude sesto mentre nella seconda fuori dai punti, sedicesimo. In Cile arriva di nuovo a punti, grazie a un quinto posto, me nelle successive due gare non raccoglie nessun punto. Dopo la pausa dovuta alla pandemia di COVID-19 il campionato riprende con sei gare sul circuito di Berlino, ottiene due quarti posti nella prima e quarta gara e nell'ultima riesce ad arrivare al podio per la prima volta nella categoria, finendo secondo dietro al suo compagno di team Stoffel Vandoorne[9]. Conclude la sua prima stagione all'undicesimo posto[10].
Nyck viene confermato anche per la stagione 2020-2021 dalla Mercedes[11]. Nel primo weekend della stagione a Dirʿiyya conquista la sua prima pole position nella categoria[12], il giorno seguente arriva anche la sua prima vittoria in Formula E, davanti allo svizzero Edoardo Mortara[13]. La seconda vittoria arriva nella prima gara dell'E-Prix di Valencia, conquistando anche la testa della classifica[14], ma nelle quattro gare successive De Vries conquista solo due punti e scende in classifica. Nell'E-Prix di Londra conquista due secondi posti e ritorna in testa alla classifica. Nella seconda gara dell'E-Prix di Berlino conclude ottavo e vince il mondiale con sette punti di vantaggio su Edoardo Mortara[1].
Il team Mercedes EQ decide che la stagione 2021-2022 sarà l'ultima nel campionato elettrico[15], il team tedesco per la sua ultima stagione conferma Vandoorne e De Vries[16]. Il pilota olandese conquista subito la vittoria nel E-Prix di Dirʿiyya arrivando davanti al compagno di team[17]. Nella seconda gara di Dirʿiyya, De Vries conquista la pole battendo in finale Edo Mortara[18], ma in gara per colpa di una sbagliata strategia del Attack Mode e un contatto con Jean-Éric Vergne finisce decimo in classifica[19]. Dopo dei risultati deludenti, torna alla vittoria nella seconda gara del E-Prix di Berlino[20]. Dopo Berlino ottiene solo un podio nel E-Prix di Londra e chiude nono in classifica piloti.
Mahindra (2024 - Presente)
Dopo un anno d'assenza nella serie, visto la sua parziale partecipazione alla Formula 1, Nyck torna in Formula E correndo per i colori del team Mahindra Racing insieme a Edoardo Mortara[21]. Per il pilota olandese il ritorno nella serie elettrica è piuttosto negativo, nelle prime otto corse stagionali non riesce a conquistare nessun punto. Visto la concomitanza con il WEC salta l'E-Prix di Berlino e al suo ritorno, a Shangai riesce ad ottenere i suoi primi punti stagionali grazie al settimo posto in gara uno. Torna a punti nella penultima gara stagionale a Londra, dove sfiora il podio arrivando quarto. Chiude la stagione al diciottesimo posto[22].
Endurance
Nel 2020 con il team russo G-Drive Racing partecipa a tre gare dell'European Le Mans Series. Nell'ultima gara a Portimao riesce a conquistare la sua prima vittoria in endurance[23].
L'anno seguente si iscrive alla nuova stagione dell'European Le Mans Series nella classe LMP2, con il team G-Drive Racing in squadra con Roman Rusinov e Franco Colapinto[24]. Sul Circuito di Catalogna conquista la pole, ma in gara si devono accontentare del quarto posto[25]. Nella seconda gara al Red Bull Ring chiudono secondi dietro il Team WRT, formato da Kubica, Délétraz e Ye Yifei[26]. Il terzo appuntamento si disputa al Paul Ricard, i tre piloti della G-Driv conquistano la loro seconda pole nella stagione[27], in gara completano ben 126 giri in quattro ore e conquistano la loro prima vittoria[28]. Il team G-Drive Racing non riesce a ottenere altri buoni risultati e chiudono quinti in classifica finale.
Nel 2022 viene chiamato al ultimo dal team TDS Racing per sostituire Philippe Cimadomo per la 24 Ore di Le Mans. De Vries gareggia nella classe LMP2 dividendo l'Oreca 07 con Mathias Beche e Tijmen van der Helm[32], l'equipaggio chiude terzo nella loro classe e settimi nella generale[33].
Nel 2024 prende parte a due round della Super Formula con il Team Impul[39]. Nella prima gara a Motegi pur non ottenendo un buon risultato, impressione per la sua velocità di apprendimento alla nuova vettura e circuito[40].
Formula 1
De Vries firma nel 2015 per il McLaren Young Driver Programme e nel 2016 con l'Audi Sport Racing Academy. Lascia la McLaren prima della stagione 2019 di Formula 2 per concentrarsi sui suoi doveri in Audi, dove è rimasto fino a settembre 2019. Nel dicembre 2020, De Vries partecipa per la prima volta a un test di Formula 1, in occasione dei test per giovani piloti ad Abu Dhabi con la Mercedes.[41] Nel 2021 svolge il ruolo di terzo pilota per la Mercedes.[42]. Risale in auto nei test per giovani piloti di fine stagione sempre ad Abu Dhabi.[41]
2022: Terzo pilota con la Mercedes e l'esordio con la Williams
Dopo la gara di Monza, De Vries prende parte ad una sessione di test organizzata dalla Alpine sul circuito dell'Hungaroring; l'olandese scende in pista insieme a Jack Doohan, Antonio Giovinazzi e Colton Herta alla guida di una Alpine A521, vettura schierata nella stagione 2021 dalla squadra francese[48].
Il debutto con il nuovo team è più complesso rispetto all'anno passato; nei primi dieci Gran Premi della stagione 2023 non riesce ad ottenere punti, e viene spesso battuto dal compagno di squadra, portando così la scuderia a scegliere di licenziarlo dopo il Gran Premio di Gran Bretagna, gara segnata dalla Red Bull come dead-line per De Vries in caso di risultati non all'altezza, verrà sostituito con Daniel Ricciardo[53].
Rimasto senza sedile a stagione in corso De Vries decide di mettere in pausa le corse per impegnarsi nello studio, il pilota olandese ha scelto il corso di negoziazione e leadership presso l’Università di Harvard[54].
^abG-Drive Racing e Roman Rusinov sono russi, ma entrambi gareggeranno come concorrenti neutrali utilizzando la designazione RAF (Russian Automobile Federation), poiché la Corte Arbitrale dello Sport ha confermato il divieto alla Russia di partecipare ai Campionati del Mondo. Il divieto è stato attuato dall'Agenzia mondiale antidoping in risposta al programma di doping degli atleti russi sponsorizzato dallo stato.
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