Han fick ersätta stallets andreförare Jacques Villeneuve i Ungerns Grand Prix 2006 på grund av att denne skadat sig under Tysklands Grand Prix 2006 och blev därmed den förste polske formel 1-föraren. Efter att Villeneuve strax därefter bestämde sig för sluta blev i stället Kubica ordinarie förare.
Kubica, kom på sjunde plats i sitt debutlopp, men diskvalificerades efter loppet då hans bil inte uppfyllt minimiviktskravet. Kubica kom på tredje plats och stod på prispallen för första gången i Italien 2006.
I Kanadas Grand Prix 2007 kraschade Kubica i hög fart svårt på det 27:e varvet, men kom mirakulöst undan med en lindrig hjärnskakning och en stukad fot. Han kom tillbaka snabbt men han tog ingen pallplats utan blev som bäst fyra i två lopp. Han ledde dock i Kina, men tvingade bryta. Kubica slutade sexa i förar-VM efter sin första hela F1-säsong. Kubica fick för sina insatser under säsongen 2007 motta Lorenzo Bandini Trophy.
Kubicas bästa resultat säsongen 2008 var andraplatserna i Malaysia 2008 och Monaco 2008 samt segern i Kanada 2008, vilken var hans första F1-seger, och som då innebar att han tog ledningen i VM-tabellen.
2009 fortsatte Kubica i BMW Sauber, men lyckades bara ta en pallplats, i Brasilien, och slutade på en fjortonde plats totalt i förarmästerskapet. Säsongen 2010 gick han över till Renault, då Fernando Alonso lämnade sin plats för att gå till Ferrari.
På söndagsmorgonen den 6 februari 2011 kraschade Kubica våldsamt under rallytävlingen "Ronde di Andora". Han blev allvarligt skadad och ett tag var det risk för att han skulle behöva amputera ena handen[2].