Karierę kierowcy rozpoczął późno, bo dopiero w wieku 17 lat w kartingu w lokalnej serii (Catalonian Championship). Szybko zainteresowała się nim Hiszpańska Federacja Motorowa. Został objęty programem “Ofensiva Uno”, który pomagał kierowcom jednoosobowych bolidów. W 1989 r. rozpoczął starty w Hiszpańskiej Formule Fiat Uno. Wziął udział w siedmiu wyścigach, wygrał dwukrotnie, a na podium stawał pięciokrotnie. W następnym roku przeniósł się do Hiszpańskiej Formuły Ford 1600, w której okazał się bezkonkurencyjny wygrywając 8 z 10 wyścigów. W 1991 r. zajął czwartą pozycję w Hiszpańskiej Formule Ford, a w 1992 r. został Mistrzem Brytyjskiej Formuły Renault. W tym samym roku startował w Europejskiej Formule Renault i także zdobył tytuł mistrzowski. Kolejne dwa lata spędził w Brytyjskiej Formule 3, ale udało mu się tylko trzykrotnie stanąć na podium. W roku 1995 został Mistrzem Japońskiej Formuły 3. W sezonie 1996 rozpoczął starty w Formule Nippon, a w 1997 wywalczył tytuł mistrza. W 1997 zdobył także tytuł mistrzowski w Japońskich Mistrzostwach GT.
Zespół Arrows zatrudnił go jako głównego kierowcę od sezonu 1999. Podczas swojego debiutu (Grand Prix Australii) zdobył także swój pierwszy punkt, zajmując szóstą pozycję. Okazało się, że był to jedyny punkt, jaki zdobędzie w sezonie, który ukończył na 17 pozycji. Kolejny sezon był bardziej udany, ale także nie najlepszy. Zdołał dwukrotnie ukończyć wyścig na szóstej pozycji (Grand Prix Węgier i Grand Prix Niemiec). Ostatecznie sezon ukończył na 15 pozycji w klasyfikacji.
Od sezonu 2003 został kierowcą testowym McLarena, a w sezonie 2005 także ich trzecim kierowcą. Pedro powrócił do wyścigów podczas Grand Prix Bahrajnu, zastępując kontuzjowanego Juana Pablo Montoyę. Debiut w barwach zespołu był bardzo udany, wyścig zakończył na piątej pozycji i zdobył 4 punkty w klasyfikacji, a także ustanowił rekord okrążenia toru.
W sezonie 2006 kontynuował współpracę z McLarenem. Gdy w lipcu Montoya postanowił rozpocząć starty w serii NASCAR, zespół zakończył z nim współpracę, a de la Rosę wybrano na jego zastępcę. W pierwszym starcie sezonu - Grand Prix Francji, wywalczył siódmą pozycję. Podczas eliminacji w Niemczech wyeliminowała go awaria techniczna. Szczęście uśmiechnęło się do Hiszpana już tydzień później, podczas Grand Prix Węgier. Po tym, jak z wyścigu wycofali się najgroźniejsi rywale: partner z zespołu - Kimi Räikkönen oraz dwaj pretendenci do tytułu - Fernando Alonso i Michael Schumacher, Pedro musiał uznać tylko wyższość Jensona Buttona i stanął po raz pierwszy w karierze na podium.
W barwach McLarena startował do końca sezonu. Po GP Węgier punktował jeszcze trzykrotnie - podczas GP Turcji i GP Chin zajął piąte miejsca, a GP Brazylii ukończył na ósmym miejscu. W sezonie 2006 zdobył łącznie 19 punktów, czyli prawie dwukrotnie więcej, niż w swojej dotychczasowej karierze i zajął najlepszą pozycję w klasyfikacji generalnej w karierze - jedenaste miejsce.
De la Rosa był uważany za mocnego kandydata na partnera dla Fernando Alonso w McLarenie w sezonie 2007. Szefostwo zespołu zdecydowało się jednak powierzyć tę rolę własnemu wieloletniemu protegowanemu - Lewisowi Hamiltonowi. De la Rosa zdecydował się tym samym na kontynuowanie współpracy z brytyjskim zespołem jako ich kierowca testowy.
De la Rosa został uznany za jednego z podejrzanych w tzw. aferze szpiegowskiej (McLaren został ukarany za posiadanie poufnych danych zespołu Ferrari). Szczególna burza została wywołana po wymianie tajnych e-maili z Fernando Alonso, w których to de la Rosa przekonywał, iż jest w posiadaniu tajnych danych zespołu Ferrari[2].
W 2011 roku Hiszpan zastąpił w Grand Prix KanadySergio Péreza. Meksykanin nie był w stanie kontynuować jazdy w weekendzie wyścigowym z powodu złego samopoczucia po pierwszym treningu, które powstało po wypadku na torze w Monte Carlo dwa tygodnie wcześniej[5].