Sainz se je pridružil Scuderiji Ferrari z dvogodiščno pogodbo, ko je zamenjal Sebastiana Vettela. Kvalificiral se je in končal na 8. mestu na Veliki nagradi Bahrajna. Nadaljeval je s kvalifikacijo na 11. mestu na Emilia Romagna Grand Prix.
Končal je na petem mestu, in ujel svojega moštvenika Charlesa Leclerca. Na Veliki nagradi v Monaku leta 2021 je osvojil tretji podij v karieri in prvi s Ferrarijem. Sainzova sposobnost, da se hitro prilagodi Ferrariju, je bila široko pohvaljena za predstave v primerjavi z zelo cenjenim soigralcem Leclercom v začetnih dirkah sezone.