W roku 1989 Frentzen otrzymał wsparcie ONS (Niemieckiego Narodowego Komitetu Sportów Motorowych) i przeniósł się do Niemieckiej Formuły 3, do zespołu Team JSK Baumanagement. Zwycięzca jednego z wyścigów miał otrzymać możliwość testu samochodu Formuły 1 – w wyścigu tym wygrał Michael Schumacher, wcześniej wypychając Frentzena z toru. Frentzen zajął w klasyfikacji ogólnej Niemieckiej Formuły 3 drugie miejsce, zdobywając 163 punkty – tyle samo co Schumacher, a punkt mniej od mistrza, Karla Wendlingera, który rok wcześniej został mistrzem Austriackiej Formuły 3. Również w 1989 roku Frentzen wystartował w jednym wyścigu Brytyjskiej Formuły 3 w zespole Watson's Hong Kong Team.
Sezon 1990 Frentzen spędził w Międzynarodowej Formule 3000 w zespole Eddie Jordan Racing. Kolegą zespołowym niemieckiego kierowcy był Eddie Irvine. Irvine zajął w klasyfikacji sezonu trzecie miejsce, natomiast Frentzen był szesnasty z trzema punktami. Frentzen był za to wyżej w klasyfikacji od Karla Wendlingera. Mistrz Formuły 3000 z sezonu 1990, Érik Comas, w sezonie 1991 zadebiutował w Formule 1 w zespole Ligier.