Combinó las carreras en Italia con la Eurocopa de Fórmula Renault 2.0 y se alzó con el título de la Winter Series Fórmula Renault 2.0 con 4 victorias, siendo el más joven en ganar una carrera en este evento.

[12]​[13]​Alguersuari ingresó como piloto reserva a Red Bull Racing el 1 de julio.

[14]​ Sustituyó al francés Sébastien Bourdais como piloto oficial del equipo Toro Rosso a partir del Gran Premio de Hungría de 2009, debido a su bajo rendimiento.

Superó a su compañero de equipo Sébastien Buemi, quedando en el 15.º lugar.

En la primera vuelta del Gran Premio de Bélgica, tras superar Eau Rouge, se vio implicado en un incidente con Lewis Hamilton, Jenson Button y Romain Grosjean, por lo que los cuatro quedaron fuera de carrera.

Además, el problema con la caja de cambios le obligó a retirarse en carrera.

En declaraciones a la prensa, dejó entrever que fue un problema en una de sus ruedas traseras.

En el Gran Premio de Brasil, partió desde la posición 12.a, pasando por segunda vez a la Q2.

En la carrera le perjudicó la estrategia y los diferentes accidentes ocurridos en el transcurso de la misma.

Posteriormente y frente a los medios se mostraba satisfecho de haber podido terminar la carrera.

En la carrera pierde posiciones bajando al 18.º puesto y un problema en la caja de cambios le hace abandonar mientras su compañero suma un punto.

En Silverstone, Jaime realiza una sólida carrera, por delante de Buemi, hasta que un fallo en los frenos provoca su primer abandono del año.

En la siguiente carrera, en Suzuka, Jaime también iba a puntuar, pero tuvo que cambiar su alerón delantero tras un toque y acabó 11.º.

Con estas carreras puntuando, Jaime volteó la situación y puso a su compañero en peligro de perder su asiento para el año que viene.

Pero en carrera Jaime vuelve a superar su mejor resultado acabando la prueba en 7.º lugar, tres puestos por delante de su compañero de equipo al que adelanta en la clasificación general del campeonato.

Tras dos no muy buenas carreras en Singapur y Japón, Alguersuari repitió esa excelente actuación en Corea.

Pero en las 2 últimas carreras, Jaime no volvió a la zona de puntos por problemas en el coche y esto terminaría relegando a Toro Rosso a la octava posición, por detrás de Sauber, ya que Kamui Kobayashi sumó 3 puntos entre las carreras de Abu Dabi y Brasil.

Negoció con Lotus, pero no aceptó la oferta porque Helmut Marko le comunicó que contaba con él.

[22]​ No obstante, tanto Jaime Alguersuari como su compañero quedaron fuera de la escudería Toro Rosso, que tendría al australiano Daniel Ricciardo y al francés Jean-Éric Vergne como pilotos oficiales en la temporada 2012.