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.