Hartley debutó en la categoría reina en el GP de Estados Unidos de 2017 para sustituir a Daniil Kvyat, a quien reemplazó en las cuatro carreras que restaban de la temporada. En noviembre, la escudería Toro Rosso hizo oficial su renovación para el año 2018.

Se inició en el karting con seis años y en 2002 pasó a los monoplazas. Fue subcampeón de la Fórmula Ford Nueva Zelanda y de ahí ascendió a las Toyota Racing Series, la máxima competición de monoplazas en su país natal.

En 2006 dio el salto al automovilismo europeo de la mano de la Fórmula Renault 2.0, que conquistó en 2007 en su variante europea. En 2008 fue tercero en la Fórmula 3 británica y ejerció de piloto reserva para el equipo Toro Rosso de Fórmula 1, función que también desempeñó en 2009 y 2010.

En 2009 vio desde la distancia cómo Red Bull ascendía a Jaime Alguersuari y Sébastien Buemi. Él corrió con resultados discretos en la Fórmula 3 europea y las World Series by Renault. En 2011 y 2012 pasó por la Fórmula Renault 3.5 y las GP2 Series, con resultados también modestos.

Consciente de que la Fórmula 1 era un objetivo lejano, centró su atención en el automovilismo de resistencia. Corrió en Le Mans con el equipo Murphy de LMP2 en 2012 y 2013. En 2014, Porsche le reclutó para su nuevo equipo oficial del Mundial de Resistencia. Se proclamó campeón del mundo en 2015 y 2017 y venció en Le Mans 2017, siempre en la categoría LMP1.

2018 – TORO ROSSO

Brendon Hartley fue de menos a más en su primera temporada completa con el equipo Toro Rosso, aunque sus actuaciones, pobres en su mayoría, le relegaron a menudo a la sombra de Pierre Gasly.

El neozelandés estuvo especialmente errático en la primera mitad del campeonato, en la que tan sólo sumó un punto en Azerbaiyán. Protagonizó abandonos por accidentes en Azerbaiyán y Austria, y también en Austria por un fallo mecánico.

Hartley dio un pequeño paso adelante, con un décimo puesto en Alemania y un noveno en Estados Unidos. Terminó la temporada a la par con Gasly, aunque el pobre rendimiento de su monoplaza le impidió conseguir resultados vistosos.

Después del GP de Abu Dabi, el equipo Toro Rosso anunció que Alexander Albon le sustituiría la siguiente temporada.

2017 – TORO ROSSO

Brendon Hartley aterrizó en la Fórmula 1 en el GP de Estados Unidos de 2017, gracias a los resultados discretos de Daniil Kvyat con la Scuderia Toro Rosso. El neozelandés le sustituyó y terminó la temporada con el equipo de Faenza.

Hartley debutó sin apenas preparación. Su último test en circuito fue cinco años antes y Toro Rosso sólo le pudo organizar una sesión en el simulador antes de embarcarlo en un avión con rumbo al Circuit of the Americas. Acusó su falta de preparación y no pudo alcanzar su máximo nivel como piloto. Su compañero Pierre Gasly, también debutante, le superó holgadamente. El francés había hecho entrenamientos tanto con Red Bull como con Toro Rosso y tenía muy fresca su experiencia en la GP2 Series y la Súper Fórmula 1.