W sprincie wycofał się na skutek kolizji spowodowanej przez José Maríę Lópeza. Podczas eliminacji na torze Magny Cours wygrał główny wyścig i był trzeci w sprincie. Później jednak konkurencyjny stał się Nico Rosberg, a Kovalainen dojeżdżał do mety na dalszych pozycjach. Kovalainen zdołał jednak wygrać sprint na torze Istanbul Park oraz główny wyścig na Monzy. Podczas chaotycznego weekendu na torze Spa-Francorchamps Kovalainen nie zdobył punktów, a Rosberg po raz pierwszy w sezonie w klasyfikacji kierowców znalazł się przed Finem. Ostatnie dwa wyścigi sezonu, rozgrywane na Bahrain International Circuit, wygrał Nico Rosberg i zdobył tytuł mistrza Serii GP2, podczas gdy Kovalainen został wicemistrzem ze stratą 15 punktów do Rosberga. Ogółem w sezonie 2005 Serii GP2 Kovalainen odniósł 5 zwycięstw, zdobył 2 pole positions, 12 podiów i jedno najszybsze okrążenie.
W 2005 roku uczestniczył również w zawodach Race of Champions, ale w półfinale został pokonany przez Toma Kristensena.