Formuła 1
25 września 2005 Kubica ogłosił, że otrzymał zaproszenie od zespołu Minardi na występ jako trzeci kierowca podczas GP Chin 2005, jednak nie otrzymał on Superlicencji FIA, przez co wykluczyło go to ze startów w F1. W nagrodę za wygranie World Series by Renault, 1 grudnia 2005 roku Robert Kubica wziął udział w testach teamu Renault. Po pokazaniu się z dobrej strony w testach, zaproponowano mu kontrakt, lecz 20 grudnia podpisanie kontraktu z polskim kierowcą ogłosił BMW Sauber. Kubica został trzecim kierowcą tego zespołu w sezonie 2006, a jego głównym zadaniem było uczestniczenie w testach bolidu i starty w niektórych treningach.
Pierwsze kilometry jako kierowca testowy zespołu F1 przejechał podczas testów na torze Catalunya w Barcelonie 25 stycznia 2006. Podczas debiutanckiego piątkowego treningu do Grand Prix Bahrajnu przejechał 20 okrążeń i zdobył pierwszy czas. Ze względu na kontuzję, Jacques Villeneuve nie mógł wystartować w GP Węgier i zastąpił go Kubica. Debiut ten miał miejsce 6 sierpnia 2006 roku, a Polak wystartował do niego z dziewiątej pozycji. Mimo, iż Robert zajął 7. lokatę, zaraz po wyścigu został zdyskwalifikowany za zbyt lekki bolid. Następnego dnia ogłoszono wiadomość, że Jacques Villeneuve rozwiązał kontrakt z zespołem za porozumieniem stron. Robert Kubica jeździł drugim bolidem F1.06 z nr 17 do końca sezonu 2006, a jego obowiązki piątkowego testera przejął inny młody zawodnik, Niemiec Sebastian Vettel. 10 września 2006 roku w wyścigu o Grand Prix Włoch Kubica stanął na najniższym stopniu podium i po raz pierwszy w historii F1 Polak zajął punktowane miejsce w wyścigu, na podium. Kubica ukończył swój debiutancki sezon na 16. miejscu w klasyfikacji generalne.
18 marca 2007 roku, podczas pierwszego wyścigu sezonu (GP Australii), Robert Kubica mimo wysokiej pozycji, na 37. okrążeniu musiał wycofać się z rywalizacji, gdyż awarii uległa skrzynia biegów. GP Bahrajnu (15 kwietnia) przyniosło mu pierwsze punkty w sezonie – 6 miejsce. Bardzo pechowym okazał się wyścig GP Kanady 10 czerwca 2007 roku. Wtedy to doszło to ogromnego wypadku Polaka. Pierwotnie wydawało się, że może on nawet stracić życie, lecz na szczęście okazało się , że Kubica wyszedł z wypadku bez żadnych poważniejszych obrażeń (Kubica miał jedynie lekkie wstrząśnienie mózgu i skręconą kostkę) i już następnego dnia został wypisany ze szpitala. Ocena jego stanu zdrowia przez lekarzy F1 była negatywna i nie mógł on wystartować podczas kolejnego wyścigu – GP USA. Kubica przeszedł ponowne testy we Francji i został dopuszczony do Grand Prix Francji (zawody zakończył na 4. miejscu). Kolejne występy były na miarę możliwości bolidu i Kubica zakończył sezon na szóstym miejscu w klasyfikacji generalnej, zdobywszy 39 punktów.
Sezon 2008 znów nie zaczął się najlepiej. I choć udało się zająć drugie miejsce w kwalifikacjach, to podczas wyścigu Kazuki Nakajima wjechał w tył bolidu Polaka, uszkadzając tylne zawieszenie na tyle, że uniemożliwiało to dalszą jazdę i Robert musiał wycofać się z dalszej rywalizacji. 23 marca do Grand Prix Malezji Robert Kubica doszło do sporego osiągnięcia, ponieważ Krakowianin dotarł na metę jako drugi. 5 kwietnia w kwalifikacjach do GP Bahrajnu zdobył swoje pierwsze w karierze pole position. W trakcie wyścigu nie udało mu się jednak utrzymać prowadzenia i ostatecznie zakończył zawody na najniższym stopniu podium. Po GP Hiszpanii 27 kwietnia, Kubica zajmował trzecie miejsce w klasyfikacji generalnej mistrzostw świata. Historia zatoczyła niesamowite koło podczas GP Kanady 8 czerwca 2008 roku. Rok wcześniej nasz rodak doznał fatalnie wyglądającego wypadku, a rok później odniósł swoje pierwsze i na razie jedyne zwycięstwo w F1. Jednocześnie był to pierwszy tryumf BMW Sauber, a sam Kubica został liderem klasyfikacji generalnej mistrzostw świata. W kolejnych wyścigach Polakowi wiodło się różnie. Często występowały problemy techniczne w bolidzie niemieckiej stajni, przez co nie zawsze wykorzystywano potencjał. Ostatecznie, Kubica został sklasyfikowany na 4. pozycji mistrzostw świata (przegrywając podium z Räikkönenem, przy takiej samej ilości punktów).
Przed kolejnym sezonem, Robert Kubica był uważany za jednego z głównych faworytów do tytułu mistrzowskiego. Wprowadzone zostały w tamtym roku istotne zmiany w regulaminie Mistrzostw Świata. Przede wszystkim powrócono do opon typu slick, umożliwiono korzystanie z systemu KERS i wprowadzono zakaz testów w trakcie sezonu. Zmiany te nie okazały się jednak plusem dla teamu naszego kierowcy. Grand Prix Węgier w dniu 26 lipca 2009 było 50. wyścigiem Roberta Kubicy w Formule 1, który zakończył na niepunktowanym 13. miejscu. 29 lipca 2009 szefostwo zespołu BMW Sauber ogłosiło decyzję o wycofaniu się od sezonu 2010 z rywalizacji o Mistrzostwo Świata Formuły 1. Polski kierowca miał podpisany kontrakt z BMW Sauber na sezon 2010. W wyniku wycofania się zespołu menadżer Roberta Kubicy Daniele Morelli mógł rozpocząć poszukiwania nowego pracodawcy dla Kubicy w sezonie 2010. 7 października 2009 Renault F1 potwierdziło w specjalnym oświadczeniu prasowym, iż w sezonie 2010 Robert Kubica będzie reprezentował francuski zespół. Ostatecznie, w klasyfikacji generalnej tego sezonu uplasował się na 14. miejscu z dorobkiem 17 punktów. Z całą pewnością był to bardzo rozczarowujący rok dla samego kierowcy, jak i jego kibiców. W przerwie zimowej, Kubica brał udział w rajdach samochodowych, które od zawsze cieszyły go najbardziej i miał do nich wielki sentyment.
W sezonie 2010 Kubica jeździł bolidem Renault R30, a jego partnerem zespołowym został Witalij Pietrow. W sezonie 2010 doszło do kolejnych zmian w regulaminie Mistrzostw Świata – przede wszystkim zakazano tankowania w trakcie wyścigu i zmieniono system punktacji. W wyścigu o Grand Prix Australii 28 marca 2010 zdobył swoje jubileuszowe, dziesiąte podium oraz pierwsze dla teamu Renault F1. Sezon skończył ostatecznie na 8. pozycji w klasyfikacji generalnej, z dorobkiem 136 punktów. Do Rosberga, z którym przez dużą część sezonu walczył o siódmą pozycję, stracił 6 punktów, natomiast dziewiątego Schumachera wyprzedził o 64. Rajdy w coraz większym stopniu na nowo zaczynały wciągać Kubicę i zdecydował się on nawet na nie nawet podczas przerw w kolejnych wyścigach F1.