Pada Juli 2013, Sirotkin bergabung dengan tim Sauber Formula One, dengan tujuan untuk berpartisipasi dalam sesi Jumat pada tahun 2013 dengan tujuan untuk membuat debut balapnya, dan kursi balap penuh untuk musim ini. Dia tetap dalam perannya sebagai pembalap tes pada tahun 2014. Sirotkin berpartisipasi dalam tes yang berlangsung di Bahrain pada tanggal 8 April, di mana ia menyelesaikan 75 putaran dan menempuh jarak lebih dari 300 kilometer, mencatat waktu tercepat ke-8. Hasil ini memungkinkan Sirotkin untuk mendapatkan Superlicence. Sirotkin membuat debut akhir pekan balapnya di latihan bebas di Grand Prix Rusia 2014
di mana ia mencatat waktu tercepat ke-17, sekitar empat persepuluh detik lebih lambat dari rekan setimnya yang lebih berpengalaman Adrian Sutil. Sirotkin tidak dapat mengamankan kontrak dengan Sauber untuk tahun 2015 karena tim benar-benar mengubah strukturnya dan memilih pembalap dengan pembiayaan yang baik.